人體內(nèi)許多細(xì)胞都是不斷死亡和更新，如血液細(xì)胞和各種上皮細(xì)胞。但也有一些細(xì)胞如心肌和腦內(nèi)神經(jīng)細(xì)胞都是終生細(xì)胞，就是從出生到死亡一直跟隨著我們。不過研究發(fā)現(xiàn)，成年腦內(nèi)也存在一些能修復(fù)早夭神經(jīng)細(xì)胞的干細(xì)胞，這種更新過程被稱為神經(jīng)再生，神經(jīng)再生能力隨著年齡增大而降低，隨年齡增長(zhǎng)，大腦組織再生能力越來越差，這屬于衰老在大腦的特征表現(xiàn)。最近一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致這種大腦變化的原因竟然是免疫系統(tǒng)，這一發(fā)現(xiàn)給如何避免腦衰老提供了新的思路。既然是免疫系統(tǒng)的破壞，如何針對(duì)性控制和延緩這種過程，就有希望實(shí)現(xiàn)保持大腦不衰老的目標(biāo)。
 

斯坦福大學(xué)的研究表明，免疫細(xì)胞能夠浸潤(rùn)到衰老大腦中稀少的新生神經(jīng)細(xì)胞中。這些闖入者“居心叵測(cè)”，是導(dǎo)致老年大腦功能下降的重要原因。而產(chǎn)生破壞性作用的模式需要經(jīng)過經(jīng)典的免疫炎癥反應(yīng)，需要自然殺傷細(xì)胞釋放炎癥因子。氫氣作為一種理想的抗氧化抗炎癥物質(zhì)，研究發(fā)現(xiàn)對(duì)人類老年性癡呆具有預(yù)防作用，這種作用和氫氣的抗炎癥有關(guān)系。因此，氫氣或許能在阻止免疫系統(tǒng)破壞大腦神經(jīng)再生過程，能緩解來自免疫系統(tǒng)的大腦老化加速。
 

留一個(gè)問題，免疫系統(tǒng)進(jìn)入大腦產(chǎn)生這種加速大腦衰老的作用。免疫系統(tǒng)的根本生理價(jià)值是保護(hù)身體健康，產(chǎn)生這種大逆不道的破壞行為，其生物學(xué)價(jià)值是什么?
 

來自中國(guó)生物技術(shù)網(wǎng)：
 

Nature：當(dāng)免疫細(xì)胞侵入衰老大腦后...
 

近日，美國(guó)斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院的一項(xiàng)研究表明，免疫細(xì)胞能夠浸潤(rùn)到衰老大腦中稀少的新生神經(jīng)細(xì)胞中。我們有充分的理由認(rèn)為這些闖入者“居心叵測(cè)”。在對(duì)培養(yǎng)細(xì)胞和活體動(dòng)物的實(shí)驗(yàn)表明，它們分泌的一種物質(zhì)能使這些新生神經(jīng)細(xì)胞“窒息而死”。
 

雖然該研究中的大部分實(shí)驗(yàn)都在小鼠中進(jìn)行，但是該研究的核心發(fā)現(xiàn)，被稱為殺手T細(xì)胞的免疫細(xì)胞侵入到神經(jīng)源性生態(tài)位(大腦中產(chǎn)生新神經(jīng)細(xì)胞或神經(jīng)元的特殊區(qū)域)在尸檢的人腦切片組織中得到了證實(shí)。
 

研究結(jié)果可以加速尋找體內(nèi)促進(jìn)老年人大腦功能普遍惡化的分子，并找到可能延緩甚至逆轉(zhuǎn)這種惡化的改善方法。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)還打破了認(rèn)為健康大腦不受免疫細(xì)胞侵襲的教條觀點(diǎn)，而免疫細(xì)胞不受限制地進(jìn)入器官可能會(huì)造成損害。該研究近日已發(fā)表在《Nature》上。
 

該研究通訊作者、遺傳學(xué)教授Anne Brunet博士說：“教科書告訴我們，免疫細(xì)胞無法輕易進(jìn)入健康大腦，這在大部分時(shí)候是正確的。但我們發(fā)現(xiàn)，免疫細(xì)胞不僅會(huì)進(jìn)入包括人類仍然健康的衰老大腦，而且還會(huì)精準(zhǔn)地到達(dá)新神經(jīng)元產(chǎn)生的大腦區(qū)域。”
 

有助于記憶的細(xì)胞
 

年輕哺乳動(dòng)物大腦中有許多區(qū)域都充滿了全新的神經(jīng)元。但在大多數(shù)情況下，這些神經(jīng)元必須終其一生。老年哺乳動(dòng)物大腦中只剩下稀少的神經(jīng)源性生態(tài)位，有幾種類型的細(xì)胞組成，其混合物對(duì)于支持神經(jīng)干細(xì)胞至關(guān)重要。神經(jīng)干細(xì)胞既能分化成為神經(jīng)元，也能自身產(chǎn)生更多的神經(jīng)干細(xì)胞。在這些神經(jīng)源性生態(tài)位中產(chǎn)生的新神經(jīng)元對(duì)于新記憶形成、學(xué)習(xí)和氣味分辨是必不可少的。
 

為進(jìn)一步了解神經(jīng)源性生態(tài)位的組成，斯坦福大學(xué)的研究人員對(duì)將近15000個(gè)細(xì)胞中的基因活性水平進(jìn)行了分類，每次一個(gè)細(xì)胞。這些細(xì)胞提取自3個(gè)月大的小鼠和28或29個(gè)月大的健康老年小鼠的腦室下區(qū)(小鼠和人類大腦中發(fā)現(xiàn)的神經(jīng)源性生態(tài)位)。
 

圖片來源：Nature
 

這種高分辨率的單細(xì)胞分析使研究團(tuán)隊(duì)能對(duì)他們觀察的每個(gè)細(xì)胞進(jìn)行表征，并觀察它們所參與的活動(dòng)。分析結(jié)果證實(shí)了九種已知細(xì)胞類型的存在，這些細(xì)胞組成了神經(jīng)源性生態(tài)位。但當(dāng)Brunet及其同事在年輕小鼠(相當(dāng)于年輕成年人)大腦中的觀察結(jié)果與在老年小鼠(相當(dāng)于人80多歲)大腦中觀察到的結(jié)果進(jìn)行比較時(shí)，他們?cè)诶夏晷∈笾邪l(fā)現(xiàn)了幾種細(xì)胞類型，這些細(xì)胞幾乎在年輕小鼠中不存在。值得注意的是，他們發(fā)現(xiàn)被稱為殺手T細(xì)胞的免疫細(xì)胞潛伏在老年小鼠的腦室下區(qū)。
 

健康大腦中并不是沒有免疫細(xì)胞。事實(shí)上，它擁有自己獨(dú)特的小膠質(zhì)細(xì)胞。但是血液、脾臟、腸道和身體其他部位中大量存在的更多種類的免疫細(xì)胞通常無法進(jìn)入大腦。因?yàn)楸椴即竽X的血管具有緊密的密封壁。在因系統(tǒng)性疾病或損傷導(dǎo)致炎癥時(shí)，所謂的血腦屏障會(huì)使健康大腦不受有害免疫細(xì)胞的侵入。
 

Brunet教授說：“我們確實(shí)在年輕小鼠的腦室下區(qū)發(fā)現(xiàn)了非常稀少的殺手T細(xì)胞，但在年齡較大的小鼠中，它們的數(shù)量增加了16倍。”
 

這一發(fā)現(xiàn)與老年小鼠腦室下區(qū)能夠增殖的神經(jīng)干細(xì)胞數(shù)量減少的現(xiàn)象相吻合。進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了殺手T細(xì)胞與神經(jīng)干細(xì)胞不是那么“友好”互動(dòng)的幾個(gè)方面。首先，實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)細(xì)胞和活體動(dòng)物的測(cè)試表明，老年小鼠腦室下區(qū)分離出來的殺手T細(xì)胞比從同一只小鼠血液中分離出來的要多得多，并在其中發(fā)現(xiàn)了一種促炎物質(zhì)。其次，在老年小鼠的腦室下區(qū)和尸檢后老年人大腦相應(yīng)的神經(jīng)源性生態(tài)位取出的組織中，發(fā)現(xiàn)殺手T細(xì)胞在神經(jīng)干細(xì)胞圍繞。在這種情況下，神經(jīng)干細(xì)胞更不容易增殖。
 

圖片來源：Nature

或基于大腦的抗原
 

第三個(gè)發(fā)現(xiàn)特別耐人尋味。殺手T細(xì)胞的工作是在人體內(nèi)漫步，探測(cè)細(xì)胞表面是否有病原體存在的生化跡象，以及可能或已經(jīng)癌變的細(xì)胞。這種具有警示作用的生化特征被稱為抗原。人體中數(shù)百億的殺手T細(xì)胞能通過自身表面的受體識(shí)別大量抗原。這是因?yàn)槊總€(gè)未暴露或新生殺手T細(xì)胞都有其獨(dú)特的受體形態(tài)。
 

當(dāng)一個(gè)新生殺手T細(xì)胞暴露于與自己獨(dú)特受體相匹配的陌生抗原時(shí)，它的反應(yīng)是連續(xù)地大量復(fù)制，形成一大批“戰(zhàn)斗”細(xì)胞，這些細(xì)胞都具有相同的受體，且都能夠消滅攜帶這種有害抗原的細(xì)胞。這一過程叫做克隆擴(kuò)增。
 

在老年小鼠大腦中發(fā)現(xiàn)的殺手T細(xì)胞經(jīng)歷了克隆擴(kuò)增，這表明它們可能接觸了抗原。但這些殺手T細(xì)胞上的受體與老年小鼠血液中的殺手T細(xì)胞受體不同，這表明在大腦定位的殺手T細(xì)胞不僅通過被動(dòng)的擴(kuò)散穿過被破壞的血腦屏障，而且可能對(duì)基于大腦不同的抗原做出反應(yīng)。
 

Brunet的團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在正在嘗試確定這些抗原的種類。她說：“它們可能對(duì)衰老大腦中神經(jīng)源性生態(tài)位新神經(jīng)元產(chǎn)生的破壞負(fù)有一定責(zé)任。”