免疫细胞和神经元如何秘密塑造大脑健康、行为和疾病

最新研究表明，免疫细胞如何侵入大脑，影响神经系统疾病、心理健康甚至行为，重塑我们对脑功能的理解，并为潜在的新疗法打开大门。哈佛医学院的科学家在《自然》杂志上发表了一篇综述，探讨了这种被称为神经免疫交互作用的沟通方式如何推动脑部疾病、影响行为，并受到环境和睡眠的影响。

大脑中的免疫活动

研究表明，神经元可以“记住”免疫挑战——研究指出，大脑电路会编码过去的免疫反应，可能会影响长期行为和疾病易感性。越来越多的证据表明，免疫细胞和脑细胞之间密切互动，显著影响脑健康和疾病。早期关于多发性硬化症的研究显示，免疫细胞入侵大脑并引起炎症。

现在，有证据表明这种免疫活动也涉及其他条件，包括阿尔茨海默病和帕金森病。在阿尔茨海默病患者的脑脊液中发现了克隆扩增的CD8+ T细胞，这些细胞已知会对β-淀粉样蛋白产生反应。这些细胞还在实验模型中被观察到靶向tau蛋白，导致神经元损伤。

在帕金森病中，CD8+ T细胞攻击α-突触核蛋白，导致神经元丧失。同样，TH17辅助T细胞（产生白细胞介素-17，IL-17）已被认为参与了帕金森病和路易体痴呆中多巴胺能神经元的退化。对某些蛋白质有反应的T细胞也会加重多发性硬化症相关的神经损伤。

然而，免疫细胞有时也可以支持修复。研究表明，中枢神经系统反应性的T细胞帮助视神经损伤模型恢复视力。研究人员还提出，一些“内感受性”T细胞作为组织损伤的传感器，通过响应体内的信号来促进愈合。

该综述还讨论了免疫活动如何改变行为。研究发现，来自CD4+ T细胞的黄嘌呤促进压力引起的焦虑样反应，而来自γδ T细胞的IL-17增强了恐惧相关的行为。此外，怀孕小鼠的炎症导致其后代出现社交困难。

此外，感染和慢性压力与免疫细胞释放如基质金属蛋白酶8（MMP8）和白细胞介素-6（IL-6）等分子有关，这些分子可以破坏血脑屏障，影响控制情绪和动机的大脑回路。这种相互作用可能导致疾病期间的抑郁和社会退缩。这些发现表明，免疫活动以复杂的方式塑造了脑健康和行为。

影响因素

压力改变了神经免疫通信——慢性压力激活免疫细胞，破坏血脑屏障，使如IL-6等炎症分子影响情绪和认知功能。

科学家进一步讨论了我们的环境、饮食和睡眠模式如何塑造免疫系统与大脑的互动。微生物、污染物和饮食成分都可以影响这一微妙的大脑与免疫系统的连接。微生物群落微生物群已知会产生进入大脑并影响免疫细胞的分子，既可以直接穿过血脑屏障，也可以通过改变后来迁移到大脑的免疫细胞间接影响。

在小鼠研究中发现，微生物群落细菌的变化影响了参与脑部炎症的T细胞，而细菌副产物也促进了神经元修复。此外，饮食在其中起着重要作用，高盐含量与增加的炎症T细胞和受损的认知功能有关。另一方面，食物中的色氨酸调节星形胶质细胞，这些细胞在神经免疫平衡中发挥作用。

该综述强调了睡眠对脑健康和免疫力的重要性。褪黑素已知会影响CD4+ T细胞的极化，而下丘脑分泌素抑制与动脉粥样硬化相关的炎症单核细胞的生成。睡眠不足会触发炎症反应，加重心脏病，并导致如发作性睡病等自身免疫性疾病。睡眠障碍还会助长长期的神经免疫功能障碍。

污染物也有类似的破坏作用。研究表明，化学污染物可以激活脑细胞中的芳香烃受体（AHR），引发炎症，强调了环境毒素对脑健康的影响。

这些发现突出了一日三餐、呼吸的空气和睡眠质量等日常暴露如何微妙地塑造脑-免疫通信。

研究大脑-免疫连接

了解脑-免疫连接需要尖端工具来研究细胞之间的沟通。该综述探讨了一些新方法，例如Rabies Barcode Interaction Detection with Sequencing（RABID-seq），用于标记和追踪特定的免疫-神经元互动。

该研究还讨论了其他技术，如BRIC-seq和MAP-seq，利用病毒条形码追踪神经免疫连接，以及LIPSTIC，一种用于研究体内免疫-神经元互动的标记技术。这些工具允许研究人员识别活组织中免疫细胞和神经元之间的沟通方式。

此外，光遗传学和生物电子植入物允许科学家操纵神经免疫回路，刺激特定神经元并跟踪它们如何影响免疫反应。

此外，脑内免疫细胞行为的映射也在推进，包括各种空间分析工具追踪细胞位置和时间敏感测序方法记录快速的细胞变化。研究人员讨论了结合这些方法如何提供更清晰的视角，了解免疫细胞和脑细胞在健康和疾病中的相互影响。

未来研究

研究人员相信，当前领域的研究旨在绘制整个神经免疫连接图谱，并探索这一交互网络。他们希望了解短暂的免疫反应如何引起大脑功能的长期变化，以及过去的免疫挑战是否会在神经免疫回路中留下印记，从而影响行为和神经健康。

科学家希望解码这些模式将导致疗法的发展，平衡炎症、促进修复和保护心理健康。然而，这些网络的复杂性提出了重大挑战，这将需要先进的工具和计算模型来揭示其全部范围。

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