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某些免疫細胞與焦慮有關

某些免疫細胞與小鼠的焦慮有關
  • 在小鼠中,大腦周圍的免疫細胞(稱為 γ δ T 細胞)會產生另一種免疫分子 IL-17,它會影響大腦功能、神經相互作用和焦慮。 

  • IL-17 是一種細胞因子,先前已被認為與動物自閉症和人類憂鬱症有關。 

  • 在這項研究中,沒有 γ-δ T 細胞或 IL-17 的小鼠的焦慮樣行為水準降低。 

本文發表在華盛頓大學醫學院(聖路易)新聞:

聖路易斯華盛頓大學醫學院的新研究有助於闡明令人驚訝的身心連結。 在小鼠身上,研究人員發現,大腦周圍的免疫細胞會產生一種分子,然後被大腦中的神經元吸收,這似乎是正常行為所必需的。

這項研究結果於 9 月 14 日發表在《自然免疫學》雜誌上,顯示免疫系統的各個要素都會影響精神和身體,而免疫分子 IL-17 可能是兩者之間的關鍵連結。

「大腦和身體並不像人們想像的那樣分開,」資深作者、艾倫·A·沃爾夫和伊迪絲·L·沃爾夫病理學和免疫學傑出教授、神經外科、神經病學和神經科學教授喬納森‧基普尼斯博士說。

「我們在這裡發現,一種免疫分子——IL-17——是由大腦周圍區域的免疫細胞產生的,它可以透過與神經元的相互作用影響大腦功能,從而影響小鼠的焦慮樣行為。我們現在正在研究IL-17 過多或過少是否與人們的焦慮有關。”

IL-17 是一種細胞因子,一種訊號分子,透過活化和引導免疫細胞來協調針對感染的免疫反應。 在動物研究中,IL-17 也與自閉症和人類憂鬱症有關。

然而,像 IL-17 這樣的免疫分子如何影響大腦疾病仍然是一個謎,因為大腦中沒有太多的免疫系統,而駐留在大腦中的少數免疫細胞不會產生 IL-17。

但 Kipnis 和第一作者兼博士後研究員 Kalil Alves de Lima 博士意識到,大腦周圍的組織充滿了免疫細胞,其中有一小群被稱為 γ δ T 細胞的細胞,可以產生 IL-17。 他們著手確定大腦附近的 γ-δ T 細胞是否會對行為產生影響。 Kipnis 和 Alves de Lima 在維吉尼亞大學醫學院進行了這項研究; 兩人現在都在華盛頓大學。

透過使用小鼠,他們發現腦膜富含 γ-δ T 細胞,而這些細胞在正常條件下不斷產生 IL-17,使大腦周圍的組織充滿 IL-17。

為了確定 γ-δ T 細胞或 IL-17 是否會影響行為,Alves de Lima 對小鼠進行了既定的記憶、社交行為、覓食和焦慮測試。

除了焦慮之外,缺乏 γ-δ T 細胞或 IL-17 的小鼠與免疫系統正常的小鼠沒有什麼區別。 在野外,開闊的田野讓老鼠暴露在貓頭鷹和鷹等掠食者的面前,因此它們進化出了對開闊空間的恐懼。

研究人員進行了兩項單獨的測試,其中包括讓小鼠選擇進入暴露區域。 雖然具有正常數量的γ-δ T 細胞和IL-17 水平的小鼠在測試過程中大部分時間都留在更具保護性的邊緣和封閉區域,但沒有γ-δ T 細胞或IL-17 的小鼠則冒險進入開放區域,研究人員將警覺性的喪失解釋為焦慮的減少。

此外,科學家發現大腦中的神經元表面有對 IL-17 做出反應的受體。 當科學家去除這些受體以使神經元無法檢測到 IL-17 的存在時,小鼠表現出較低的警覺性。 研究人員表示,研究結果表明,行為改變不是副產品,而是神經免疫溝通的一個組成部分。

儘管研究人員沒有讓小鼠接觸細菌或病毒來直接研究感染的影響,但他們給動物注射了脂多醣,這是一種能引發強烈免疫反應的細菌產物。

注射後,小鼠大腦周圍組織中的 γ-δ T 細胞產生了更多的 IL-17。 然而,當動物接受抗生素治療時,IL-17 的量減少,這表明 γ-δ T 細胞可以感知正常細菌(例如構成腸道微生物組的細菌)以及入侵細菌種類的存在,並且做出適當反應以規範行為。

研究人員推測,免疫系統和大腦之間的關聯可能是作為多管齊下的生存策略的一部分而進化的。 阿爾維斯·德利馬說,提高警覺性和警覺性可以幫助囓齒類動物在感染後存活下來,阻止在虛弱狀態下增加進一步感染或被捕食風險的行為。

「免疫系統和大腦很可能是共同演化的,」阿爾維斯·德利馬說。 「選擇特殊的分子來同時保護我們的免疫和行為,是預防感染的明智方法。這是一個很好的例子,說明了細胞因子(基本上是為了對抗病原體而進化的)如何作用於大腦並調節行為。 ”

研究人員現在正在研究腦膜中的 γ-δ T 細胞如何檢測來自身體其他部位的細菌訊號。 他們也正在研究神經元中的 IL-17 訊號傳導如何轉化為行為變化。

這項研究發表於 自然免疫學 2020 年 9 月。 



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