《自然》:修改教科书!耶鲁科学家首次证实,大脑内部在正常生理条件下存在T细胞,而且它们可能来自于肠道丨科学大发现

B站影视 港台电影 2025-05-29 23:12 2

摘要:毫无疑问,大脑在我们的身体中是一个非常特殊的器官,很多固有的规律都无法直接套用到大脑上。大脑的这种特殊也表现在免疫系统方面——大脑具有特殊的免疫细胞,小胶质细胞,其他的免疫细胞一直以来被认为并不会轻易进入大脑,一旦脑内出现其他免疫细胞,那肯定是生病了。

*仅供医学专业人士阅读参考

毫无疑问,大脑在我们的身体中是一个非常特殊的器官,很多固有的规律都无法直接套用到大脑上。大脑的这种特殊也表现在免疫系统方面——大脑具有特殊的免疫细胞,小胶质细胞,其他的免疫细胞一直以来被认为并不会轻易进入大脑,一旦脑内出现其他免疫细胞,那肯定是生病了。

但这一认知在今天就要更新了。

今日,《自然》杂志发表了来自耶鲁大学医学院科研团队的一篇新论文,研究者们耗时多年找到了脑实质内存在T细胞的证据,这些特殊的T细胞富集在穹窿下器官(SFO)中,而且表现出与脑膜T细胞不同的独特的转录特征。这是T细胞首次被证明存在于正常、无病状态的大脑实质中。

令人惊讶的是,这些T细胞竟然来自胃肠道组织和白色脂肪组织,可受肠道微生物变化影响。研究者猜想,这可能是一条此前从未被发现的肠脑轴通讯形式,肠道派出免疫细胞作为“传令兵”,直接向大脑传达身体变化的信号。

之前就没有人讨论过大脑里有没有T细胞吗?确实有研究发现大脑中存在适应性免疫细胞,不过研究者们一方面认为这与脑内潜在的神经病理有关,一方面包围脑实质的脑膜中也存在驻留T细胞,并没有人对它们进行区分。

耶鲁的科学家们花了5年的时间在小鼠大脑中寻找证据。

通过免疫组化和荧光显微技术,研究者对小鼠整个大脑进行了筛选。虽然很罕见,但他们确实发现小鼠大脑的血管外空间中存在CD3+细胞。对比不同脑区,研究者发现,这些细胞富集与穹窿下器官(SFO)区域,这是一个环绕室区、调节饮水/进食相关行为的脑区,在炎症感知中也有作用。

以防万一,研究者还用CD4报告小鼠进行了交叉验证,同样发现SFO是小鼠大脑CD4表达最密集的区域之一。

人类大脑中也有这种T细胞吗?

研究者们获得了7份死后3-6小时、非神经或炎症疾病患者的大脑尸检样本,免疫组化检测发现SFO存在大量T细胞。

RNA测序结果显示,SFO T细胞高表达与组织驻留有关的基因(如Cxcr6),以及与TH1、TH2、TH17极化相关的基因。

相较之下,脑膜T细胞则表达更多的幼稚T细胞或干细胞样记忆T细胞谱系的基因。很显然,SFO T细胞和脑膜T细胞是完全不同的。

对比二者的差异表达基因,研究者发现,SFO T细胞表达分泌IFN-γ和IL-17A。这种特征很眼熟,白色脂肪中的T细胞也有很大比例会分泌IFN-γ。

研究者分析对比了小鼠大脑、脑膜、结肠固有层、生殖腺白色脂肪、肺和血液中分离出的T细胞,发现SFO T细胞真的和白色脂肪中的T细胞特征非常相似,可观察到脂质感知和代谢相关的基因显著上调。

研究者改变小鼠的饮食,发现白色脂肪质量的变化会影响SFO T细胞。使用高脂饮食喂养小鼠使其脂肪量增加,会让脂肪和SFO T细胞数量显著增加。给小鼠禁食48小时,小鼠大脑T细胞的数量也增加了。

考虑到饮食改变不止影响脂肪,研究者还分析了肠道微生物是否参与。不出所料,肠菌也在SFO T细胞变化中掺了一脚。使用抗生素耗竭小鼠肠菌,会使CD4+T细胞普遍减少,包括SFO T细胞。

追踪小鼠T细胞的来源,研究者惊讶地发现,SFO T细胞竟然是通过血管从外周组织,尤其是胃肠道和脂肪组织迁移而来的。

实验结果显示,SFO T细胞的存在对于维持中枢神经系统稳态十分重要。研究者认为,这是一种不同于神经内分泌的调节机制,以T细胞为传令兵,将外周组织状态传达给中枢神经。

遗憾的是,这项研究暂时没有搞清楚SFO T细胞具体在大脑中发挥什么作用,它的变化又调节了饮食行为的哪些方面,它们在病理状态下的表现更完全是未解之谜。

参考资料:

[1]Yoshida, T.M., Nguyen, M., Zhang, L. et al. The subfornical organ is a nucleus for gut-derived T cells that regulate behaviour. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09050-7

[2]https://www.nature.com/articles/d41586-025-01655-2

[3]https://www.newswise.com/articles/t-cells-take-up-residence-in-the-healthy-brain-via-a-gut-fat-brain-axis

本文作者丨代丝雨

来源:奇点网

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