Nature：针对哺乳动物大脑免疫系统起源的新见解

什么物质能进入大脑，什么物质不能进入大脑，都受到严格的控制。在一项新的研究中，来自弗莱堡大学等研究机构的研究人员如今研究了覆盖在大脑血管表面并加强血脑屏障的吞噬细胞（phagocyte）。他们发现吞噬细胞只有在出生后才会按照规定的逐步发育程序完全成熟。在此之前，人们一直认为这一过程是在胚胎发育期间完成的。这些研究结果起初是在转基因小鼠系上获得的，并在人类样本上得到证实。它们有望为大脑疾病的产生和治疗提供重要的新见解。相关研究结果于2022年4月20日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Specification of CNS macrophage subsets occurs postnatally in defined niches”。

论文共同通讯作者、弗莱堡大学医学中心神经病理学研究所医学主任Marco Prinz教授说，“我们能够发现，我们研究的这些免疫细胞在出生前不久从脑膜迁移到大脑的血管中，并在那里成熟。这一过程可能在出生后几周才完成，这可能部分上解释为什么大脑在生命之初如此脆弱。这些称为巨噬细胞的吞噬细胞成熟的时间很晚，这让我们非常惊讶，因为它们的祖细胞在很久之前就已经存在于大脑中。”

此外，这些作者能够首次证实作为大脑的结构赋予细胞，血管为大脑巨噬细胞的正常发育发送重要信号。

血脑屏障是由大脑血管上的细胞形成的。它们控制哪些物质可以进入大脑，哪些不能。这保护了大脑免受有害物质和病原体的侵害。在传染性疾病、某些脑肿瘤和缺氧的情况下，血脑屏障特别容易渗透。

对阿尔茨海默病和多发性硬化症等疾病的意义

Prinz补充说，“除了血脑屏障之外，我们研究的这些免疫细胞还控制着哪些物质可以从血液中到达脑细胞，它们吞噬病原体并防止过度炎症。它们还参与了癌症、阿尔茨海默病和多发性硬化症的产生。我们的发现对于更好地了解这些疾病和在未来开发治疗方法可能很重要。”

小胶质细胞、脑膜和血管周围巨噬细胞作为造血干细胞非依赖性细胞群体在发育过程中的动力学。图片来自Nature, 2022, doi:10.1038/s41586-022-04596-2。

彩色编码的细胞和基因分析

在他们的研究中，这些作者使用了几种新建立的小鼠品系。有了这些品系，不同类型的大脑巨噬细胞及其祖细胞可以首次被特异性地标记，然后用高分辨率显微镜在不同的大脑区域中发现。此外，他们还检查了这些细胞的基因活性，从而确定它们的成熟程度。

论文共同第一作者、弗莱堡大学医学中心神经病理学研究所生物学者Lukas Amann博士说，“我们还能够在人类大脑上证实这些结果。这让我们对细胞发育的时间安排机制和分子机制有了更深入的了解。这些知识如今可以用来探索新的和更特异性的用于治疗大脑疾病的方法。”（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

1. Takahiro Masuda et al. Specification of CNS macrophage subsets occurs postnatally in defined niches. Nature, 2022, doi:10.1038/s41586-022-04596-2.

2. New discoveries about the origin of the brain’s immune system
https://kommunikation.uni-freiburg.de/pm-en/press-releases-2022/new-discoveries-about-the-origin-of-the-brains-immune-system