Cell：新研究揭示人类健康大脑衰老和认知障碍期间存在脑脊液免疫失调

你的三磅重的大脑之所以感觉不重，是因为它漂浮在一个脑脊液（CSF）库中，脑脊液在你的大脑和脊髓周围流动。大脑和头骨之间的这种液体屏障保护大脑免受头部撞击，并为大脑提供营养。但是，如果不太为人所知的话，脑脊液还有另一个关键的功能：它还为大脑提供免疫保护。然而，这一功能尚未得到充分研究。

在一项新的研究中，来自美国西北大学费恩柏格医学院的研究人员发现脑脊液在认知障碍（比如阿尔茨海默病）中的作用。这一发现为神经变性过程提供了新的线索。相关研究结果于2022年12月13日在线发表在Cell期刊上，论文标题为“Cerebrospinal fluid immune dysregulation during healthy brain aging and cognitive impairment”。论文通讯作者为西北大学费恩柏格医学院神经学助理教授David Gate博士。

这项研究发现，随着年龄的增长，人们的脑脊液免疫系统变得失调。该研究还发现，在患有认知障碍的人（如阿尔茨海默病患者）中，这种脑脊液免疫系统与健康人截然不同。

Gate说，“我们如今可以了解这种大脑免疫系统与健康衰老和神经退化的关系。这种免疫库（即脑脊液库）可能用于治疗大脑炎症，或用作诊断来确定痴呆患者的大脑炎症水平。我们对健康和患病大脑的这一重要免疫库进行了全面分析。”他的团队正在公开分享他们的数据，其结果可以在网上搜索。

为了分析脑脊液，Gate团队使用了一种叫做单细胞RNA测序的复杂技术。他们通过从参与者的脊柱中提取脑脊液并分离他们的免疫细胞（比如T细胞），对59例来自一系列年龄的参与者的脑脊液免疫系统进行了分析。

这项研究的第一部分探究了45名年龄在54至83岁的健康人的脑脊液。这项研究的第二部分将这些健康人的研究结果与14名认知障碍（这是根据他们在记忆测试中的糟糕分数决定的）成年人的脑脊液进行了比较。

图片来自Cell, 2022, doi:10.1016/j.cell.2022.11.019。

Gate团队观察到老年健康人脑脊液免疫细胞的遗传变化，这些遗传变化使得这些细胞随着年龄的增长而变得更加活跃和出现炎症。Gate说，“老年人脑脊液中的免疫细胞似乎有点炎症。我们认为这种炎症可能会使这些细胞功能减弱，导致大脑免疫系统失调。”

Gate说，在认知障碍成年人中，发炎的T细胞自我克隆并流入脑脊液和大脑，就像它们在跟随无线电信号一样。Gate团队发现，这些细胞有过多的细胞受体---CXCR6，它起着天线的作用。这种受体从退化的大脑小胶质细胞接收信号---CXCL16，以便T细胞进入大脑。

Gate说，“可能是退化的大脑激活了这些免疫细胞，使它们自我克隆并流向大脑。它们不属于那里，我们正在试图了解它们是否会导致大脑受损。”

Gate说，他“未来的目标是阻断这种无线电信号，或者抑制这种天线接收来自大脑的信号。我们想知道当这些免疫细胞被阻断进入神经变性的大脑时会发生什么。”

Gate实验室将继续探索这些免疫细胞在阿尔茨海默病等大脑疾病中的作用。他们还计划扩展到其他疾病，如肌萎缩侧索硬化症（ALS）。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Natalie Piehl et al. Cerebrospinal fluid immune dysregulation during healthy brain aging and cognitive impairment, Cell, 2022, doi:10.1016/j.cell.2022.11.019.