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以前未发现的免疫细胞数量影响学习和记忆

进入任何免疫学实验室,您将至少看到一张复杂的海报,标出人体的免疫细胞。快速浏览这些指南之一将告诉您,存在许多具有许多不同功能的免疫细胞。但是一项新的研究表明,可能需要重新设计这些海报。不仅存在未被掩藏在体内的免疫细胞群,而且它们的影响可能远远超出了入侵微生物和疾病的保护范围。

这项研究发表在《科学免疫学》上,这表明,至少在小鼠中,以前未被发现的细胞群可能会影响生命早期的学习和认知。除其他研究外,这些发现还表明人们对免疫细胞可能会改变认知过程(如学习和社交)的认识日益增长,尽管大脑曾经被认为是免疫细胞无法影响的“免疫特权”区域。

里斯本大学的研究员Miguel Ribeiro和一个国际团队一起研究了驻留在大脑外层(称为脑膜)的免疫细胞,称为γδTh17细胞。除去小鼠中的这些细胞后,小鼠遭受了短期记忆的影响。这组作者表明,注射由γδTh17细胞诱导的神经营养分子可以挽救这些认知缺陷,并表明这种作用可能是通过影响突触可塑性来介导的,突触可塑性是学习的重要神经生物学机制。

里斯本大学的博士后研究员朱莉·里伯特(Julie Ribot)在对技术网络的讲话中解释说,与脑膜相连的淋巴管的结构和功能只是几年前描述过。Ribot的最初目标只是弄清楚γδTh17细胞是否可以穿过大脑的紧密免疫防御系统(统称为血脑屏障(BBB))以渗透脑膜。Th17细胞通常位于大脑外部,外周免疫系统中。它们由免疫细胞因子IL-17的产生来定义,并与许多神经系统疾病有关,例如多发性硬化模拟模型疾病EAE。

尽管许多免疫研究可能涉及暴露于特定疾病或外部侮辱的患者或动物,但Ribot的实验是针对处于所谓“稳定状态”的健康小鼠进行的。里博特说:“这些细胞在胸腺的胚胎期产生,并在出生时迁移到脑膜并定植在组织中。”她的合著者医学教授布鲁诺·席尔瓦·桑托斯(Bruno Silva-Santos)解释说,细胞数量在生命的第一周达到顶峰。Silva-Santos说:“有趣的是,如果这在人类中得到保存,他们可能是学习和认知的早期贡献者。”

建筑嵌合体

为了研究缺少某种特定蛋白质或细胞类型时会发生什么,研究人员通常创建一个转基因动物模型,并认为该细胞类型不足。但是,Ribot解释说,该领域目前缺乏可靠地仅靶向γδTh17细胞的方法,更不用说居住在脑膜上的那些细胞了。因此,研究小组创建了嵌合体小鼠,这些小鼠的骨髓被破坏了,但随后又获得了成年骨髓。由于该团队想要靶向的γδTh17细胞是从胚胎骨髓中唯一产生的,因此嵌合敲除小鼠仅缺少目标脑膜细胞。

大脑中的安全地方

该团队在一系列记忆力测试中对对照小鼠和对照小鼠进行了测试。在长期记忆测试中,例如要求老鼠记住几天隐藏平台的水迷宫,两组之间没有差异。但是,在对它们的短期记忆进行测试时,嵌合体表现较差。

为什么在海马的学习中心会在大脑的郊区发现旨在增强记忆力的细胞,而不是在激烈的动作中找到呢?席尔瓦-桑托斯(Silva-Santos)认为,脑膜是一个固定区域,γδTh17细胞可以发挥其前认知作用,而不会在重要的大脑结构内造成混乱。“这种免疫系统与大脑和认知之间会不断串扰的想法;看来,脑膜被选为可能发生这种情况的安全地方。细胞从淋巴管渗入脑膜,产生可渗透的实质,可渗透到实质(大脑的内部结构)中,而细胞本身不会进入那里,因此不会有攻击脑细胞的危险 。”

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