Cell：脉络膜丛在神经炎症时与免疫细胞协同作用

在大脑深处，称为脉络丛（choroid plexus）的片状组织产生脑脊液（CSF），并充当大脑和脑脊液之间的保护屏障。但是，在一项新的研究中，波士顿儿童医院的Maria Lehtinen博士实验室发现鲜为人知的脉络丛还有更多作用，详细展示了脉络丛如何通过与免疫细胞合作来管理大脑炎症。比如，它能分泌促进大脑和脑脊液健康的因子，并在大脑的发育过程中对该器官产生影响。他们的观察结果可能为未来治疗涉及炎症的神经退行性疾病和神经发育疾病提供参考。

相关研究结果发表在2024年9月5日的Cell期刊上，论文标题为“The choroid plexus synergizes with immune cells during neuroinflammation”。

脉络丛的实时窗口

论文第一作者、Lehtinen实验室的Huixin Xu博士及其同事们在模拟脑膜炎感染的小鼠模型中研究了炎症反应。为了获得进入大脑的窗口，他们小心翼翼地用一块透明有机玻璃替换了部分头骨。

利用实时双光子成像技术，他们在炎症期间能够实时从三维角度观察脉络丛。另外，他们还利用单细胞RNA测序分析了脑脊液和脉络丛中每种细胞类型在感染过程中的作用。

他们看到的是一场错综复杂的舞蹈。Xu说，“脉络丛被认为是免疫细胞的通道，但并没有太多证据表明这一点。成像技术让我们看到新的免疫细胞从血液通过脉络丛进入脑脊液。我们还看到细胞从脊髓液进入脉络丛——细胞向两个方向流动。”

行动的中心是与脑脊液交界的脉络膜丛中的上皮细胞。虽然上皮细胞有时被描述为被动的物理屏障，但这些细胞是有能力的参与者，自始至终协调着这种组织中的反应。

跟踪免疫反应

在模拟感染开始时，上皮细胞促进了将它们固定在一起的紧密基质的破坏，为免疫细胞的通过创造了一个开口。可以看到中性粒细胞，作为第一反应者，穿过脉络丛屏障涌入脑脊液。

图片来自Cell, 2024, doi:10.1016/j.cell.2024.07.002

48 小时后，大部分单核细胞和巨噬细胞仍通过血液进入脑脊液，这是典型的组织炎症。但另一组单核细胞和巨噬细胞却以相反的方式从脑脊液进入脉络丛。

这些上皮细胞发出信号招募它们，同时分泌粘性粘附分子帮助免疫细胞在脉络丛停靠和聚集，并分泌生长因子培育它们，帮助它们成熟。

最后，随着感染的清除，成熟的巨噬细胞消灭了中性粒细胞，帮助重新密封脉络丛屏障，并离开了现场。炎症消除了。

Lehtinen 说，“脉络丛就像一个指挥家，指挥着这种反应交响乐。我从未想象过上皮细胞能够组装这些东西。技术的进步让我们发现了这种令人兴奋的生物学特性，这是谁也没有想到的。”

靶向脉络丛治疗疾病？

基于脉络丛的所有作用，Lehtinen 认为脉络丛是一种真正的免疫器官。她和Xu对探索脉络丛在不同疾病中的作用很感兴趣。

感染后的炎症与越来越多的终身神经系统疾病有关，从先天性寨卡病毒感染导致的小头畸形到与长新冠（long COVID）相关的认知障碍。大脑炎症也是阿尔茨海默病等神经退行性疾病的特征之一。

Xu说，“这项研究为我们提供了一种以非常清晰、完整的方式展示炎症的方法。它提供了一个骨架，我们可以将其应用到神经退行性疾病和神经发育疾病中。”

Lehtinen设想的治疗方法可能利用脉络丛和/或脑脊液来保护大脑，从而避免化疗的神经毒性影响，或保护子宫内婴儿的大脑免受母体炎症的影响。

Lehtinen问道，“上皮细胞具有很强的分泌功能，我们能否利用这一点来减轻炎症？我们能够利用基因疗法介入吗？这里面有无数的问题。”（生物谷Bioon.com）

参考资料：

Huixin Xu et al. The choroid plexus synergizes with immune cells during neuroinflammation. Cell, 2024, doi:10.1016/j.cell.2024.07.002.