科學(xué)研究:嗅球的小膠質(zhì)細(xì)胞有助于保護(hù)大腦免受感染
發(fā)布時(shí)間:2021-06-30
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科學(xué)研究:嗅球的小膠質(zhì)細(xì)胞有助于保護(hù)大腦免受感染

來(lái)自健康供體的人類(lèi)T淋巴細(xì)胞(或稱(chēng)T細(xì)胞)掃描電鏡圖。 [圖片來(lái)源:美國(guó)國(guó)立過(guò)敏和傳染病研究院(NIAID)]

美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院下屬機(jī)構(gòu)——美國(guó)國(guó)立神經(jīng)疾病和腦卒中研究院(National Institute of Neurological Disorders and Stroke,NINDS),發(fā)現(xiàn)了一種特殊的前線防御機(jī)制,可限制嗅球的感染并保護(hù)嗅球神經(jīng)元免受感染造成的損害。嗅球是鼻腔神經(jīng)元對(duì)吸入氣體做出反應(yīng),并將信號(hào)傳遞至大腦的一個(gè)區(qū)域。雖然鼻腔神經(jīng)的位置和與外界的接觸使其容易成為空氣中病毒的感染目標(biāo),但病毒性呼吸道感染很少會(huì)通過(guò)嗅球感染大腦并導(dǎo)致致命性腦炎。該研究結(jié)果發(fā)表在《科學(xué)-免疫學(xué)》(Science Immunology)。

NINDS高級(jí)研究員Dorian McGavern博士領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì),利用可被熒光顯微鏡追蹤的特殊病毒,發(fā)現(xiàn)病毒感染被限制在鼻內(nèi),不能通過(guò)嗅球擴(kuò)散到整個(gè)中樞神經(jīng)系統(tǒng)。

McGavern 博士說(shuō):“空氣傳播的病毒一直在挑戰(zhàn)我們的免疫系統(tǒng),但我們很少會(huì)發(fā)現(xiàn)病毒感染引發(fā)的神經(jīng)疾病。這表明這個(gè)區(qū)域的免疫系統(tǒng)能夠很好地保護(hù)大腦?!?/p>

更多的實(shí)驗(yàn)表明,我們低估了小膠質(zhì)細(xì)胞幫助免疫系統(tǒng)識(shí)別病毒的能力,小膠質(zhì)細(xì)胞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的免疫細(xì)胞,可抑制神經(jīng)元的損傷。神經(jīng)元與其他組織不同,大部分的神經(jīng)元不可再生,因此,這種節(jié)約神經(jīng)細(xì)胞的做法至關(guān)重要。

正因如此,中樞神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)化出多種防御機(jī)制,以抵御病原體。然而,當(dāng)空氣傳播的病毒被吸入時(shí),這些病毒穿過(guò)鼻腔并作用于名叫嗅覺(jué)上皮的組織,這種組織負(fù)責(zé)我們的嗅覺(jué)。嗅覺(jué)系統(tǒng)邊緣的神經(jīng)元通過(guò)鼻腔內(nèi)側(cè)的骨頭伸出細(xì)小的突起。這些突起內(nèi)聯(lián)大腦,傳遞空氣中的氣味信息。嗅覺(jué)上皮的神經(jīng)元也為病毒提供了直通大腦的便捷途徑,可繞過(guò)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的屏障。

McGavern博士說(shuō):“如果病毒通過(guò)氣道感染神經(jīng)元的突起,病毒就有機(jī)會(huì)進(jìn)入大腦,最終引發(fā)腦炎或腦膜炎。我們非常想了解在鼻腔嗅覺(jué)神經(jīng)元(其末端為嗅球)與大腦其他部位的連接處形成的免疫反應(yīng)?!?/p>

McGavern博士的團(tuán)隊(duì)成功證明,CD8 T細(xì)胞是免疫系統(tǒng)的一部分,負(fù)責(zé)控制病毒感染,它在保護(hù)鼻腔組織感染后的大腦中發(fā)揮重要作用。他的團(tuán)隊(duì)通過(guò)先進(jìn)的顯微鏡實(shí)時(shí)觀察CD8 T細(xì)胞如何保護(hù)大腦免受鼻病毒感染。

有趣的是,CD8 T細(xì)胞似乎并不會(huì)直接與神經(jīng)元(主要是受感染的細(xì)胞群)反應(yīng),反而與小膠質(zhì)細(xì)胞作用。小膠質(zhì)細(xì)胞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的免疫細(xì)胞,它們像吸塵器一樣清除細(xì)胞碎片和死細(xì)胞物質(zhì)。病毒感染發(fā)生后,小膠質(zhì)細(xì)胞像是被感染了一樣,從周?chē)h(huán)境中吸收病毒物質(zhì)并呈遞給免疫系統(tǒng)。

通過(guò)這種方式,受感染的嗅覺(jué)神經(jīng)元能將病毒顆?!皞鹘o”小膠質(zhì)細(xì)胞,然后由T細(xì)胞檢測(cè)。隨后,T細(xì)胞做出反應(yīng),釋放抗病毒分子,清除神經(jīng)元的病毒而無(wú)需殺傷細(xì)胞。因?yàn)樾∧z質(zhì)細(xì)胞屬于可再生的細(xì)胞類(lèi)型,從進(jìn)化的角度來(lái)看,這種相互作用十分有意義。

McGavern博士說(shuō):“免疫系統(tǒng)進(jìn)化出不惜一切代價(jià)保護(hù)神經(jīng)元的策略。這里我們表明,小膠質(zhì)細(xì)胞通過(guò)與T細(xì)胞作用,能代受對(duì)神經(jīng)元的打擊,然后讓抗病毒程序發(fā)揮作用。”

最近的COVID-19瘟疫,引起人們對(duì)呼吸道病毒感染的大量關(guān)注。McGavern博士強(qiáng)調(diào),盡管新冠病毒并沒(méi)有被納入這些實(shí)驗(yàn),但它產(chǎn)生的一些癥狀表明,本文描述的相似機(jī)制可能會(huì)發(fā)揮作用。

“與新冠病毒感染相關(guān)的一些癥狀中,有一種癥狀十分有趣,即許多人失去味覺(jué)和嗅覺(jué)。這表明,冠狀病毒不僅是一種呼吸道病原體,而且很可能傾向于針對(duì)或破壞嗅覺(jué)神經(jīng)元?!?/p>

值得注意的是,無(wú)論是新冠病毒、研究中使用的病毒還是其他相似的病毒,嗅覺(jué)神經(jīng)元的大面積感染都可能會(huì)破壞我們的嗅覺(jué)。然而,與中樞神經(jīng)系統(tǒng)其他的神經(jīng)元不一樣,這些始于鼻腔、止于大腦的嗅覺(jué)神經(jīng)元,在感染清除后可以再生。

McGavern博士解釋說(shuō):“我們發(fā)現(xiàn)的免疫反應(yīng),既不能保護(hù)嗅覺(jué)神經(jīng)元,也不能保護(hù)嗅覺(jué)。這不一定是一個(gè)長(zhǎng)期問(wèn)題,因?yàn)橐坏┎《颈惶幚?,這些神經(jīng)元可被替換。最關(guān)鍵的是保護(hù)大腦和中樞神經(jīng)系統(tǒng)不患腦炎或腦膜炎——而隨著時(shí)間推移,嗅覺(jué)往往能被修復(fù)?!?/p>

McGavern博士補(bǔ)充道,鑒于小膠質(zhì)細(xì)胞在激活抗病毒反應(yīng)中的重要性,致其損耗或功能喪失的因素,可能將增加中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染的可能性。

翻譯:陳振翀

審校:巢栩嘉

引進(jìn)來(lái)源:美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生研究院

引進(jìn)鏈接:https://medicalxpress.com/news/2020-06-microglia-olfactory-bulb-nose-brain.html

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