我們的大腦就像是一個(gè)高度設(shè)防的總部一樣，受到特殊的保護(hù)——血腦屏障可以防止其他生物大分子進(jìn)入。同時(shí)，有一小部分白細(xì)胞可以與血腦屏障相互作用，從而進(jìn)入大腦血管周隙。也就是說，大腦有自己的免疫系統(tǒng) “哨兵”。

小膠質(zhì)細(xì)胞（microglia）就是大腦中一種常駐免疫細(xì)胞，為組織提供固有免疫反應(yīng)、炎癥反應(yīng)和組織修復(fù)。除了小膠質(zhì)細(xì)胞，健康的大腦還應(yīng)含有血管周圍巨噬細(xì)胞和樹突細(xì)胞，以及可檢測到的T細(xì)胞、B細(xì)胞和自然殺傷（NK）細(xì)胞。

CD4+T細(xì)胞在神經(jīng)領(lǐng)域是眾所周知的自身免疫性疾病的有效介質(zhì)，如多發(fā)性硬化癥和嗜睡癥等。除此之外，它還在神經(jīng)退行性疾病中扮演重要角色，如阿爾茨海默癥、帕金森、中風(fēng)等。盡管科學(xué)家越來越重視CD4+T細(xì)胞在神經(jīng)炎癥和神經(jīng)退行性疾病過程中的作用，但是CD4+T細(xì)胞在健康大腦中是否存在以及潛在功能如何一直存在爭議。

為此，由英國巴布拉漢姆研究所（Babraham Institute）和比利時(shí)魯汶大學(xué)（University of Leuven）Adrian Liston教授領(lǐng)導(dǎo)的跨學(xué)科科學(xué)家團(tuán)隊(duì)開始了尋找答案之旅。7月22日，在《Cell》雜志上發(fā)表的一項(xiàng)研究中，Adrian Liston等發(fā)現(xiàn)，健康的大腦中確實(shí)存在CD4+T細(xì)胞，這些細(xì)胞影響小膠質(zhì)細(xì)胞的發(fā)育成熟。

“對(duì)白細(xì)胞的誤解來自于它們的名字（white blood cells），”Babraham研究所的Oliver Burton博士解釋道，“這些‘免疫細(xì)胞’不僅存在于血液中。它們不斷在我們的身體里循環(huán)，并進(jìn)入我們所有的器官，事實(shí)證明也包括大腦?！?

具體來說，研究人員通過顯微鏡技術(shù)和單細(xì)胞測序技術(shù)等方法，發(fā)現(xiàn)在健康的小鼠和人類大腦中CD4+T細(xì)胞的存在。CD4+T細(xì)胞在腦區(qū)中分布相對(duì)均勻，且接近小膠質(zhì)細(xì)胞。同時(shí)，該研究還量化了小鼠和人類腦組織中的T細(xì)胞數(shù)量。其中，健康成年小鼠大腦中大約存在2000個(gè)CD4+T細(xì)胞，其中150個(gè)為調(diào)節(jié)性T細(xì)胞。研究人員通過流式細(xì)胞術(shù)評(píng)估了在顳葉手術(shù)中切除的健康人腦組織，發(fā)現(xiàn)CD4+T細(xì)胞的水平與小鼠相似。

CD4+ T細(xì)胞存在于健康的小鼠和人腦中

為了研究腦中CD4+T細(xì)胞的具體功能，研究人員轉(zhuǎn)向了MHC II基因敲除（KO）小鼠。這些小鼠在外周和大腦中均表現(xiàn)出CD4+T細(xì)胞不足。作為神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)之間的接口，他們研究了CD4+T細(xì)胞缺乏癥對(duì)小膠質(zhì)細(xì)胞組成的影響。

結(jié)果顯示，當(dāng)小鼠的大腦中缺乏CD4+T細(xì)胞時(shí)，那么原本應(yīng)該在大腦中充當(dāng)免疫細(xì)胞“哨兵”的小膠質(zhì)細(xì)胞就不會(huì)完全發(fā)育。即CD4+T在腦中小膠質(zhì)細(xì)胞的發(fā)育成熟中起作用。觀察發(fā)現(xiàn)，缺乏CD4+T細(xì)胞的小鼠小膠質(zhì)細(xì)胞的形態(tài)、數(shù)量等似乎沒有明顯變化，但是成熟小膠質(zhì)細(xì)胞的關(guān)鍵功能——突觸剪切受到了干擾，皮層椎體神經(jīng)元突觸密度增加。這些結(jié)果表明，CD4+T細(xì)胞主要影響成熟小膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)突觸的功能。

此外，這項(xiàng)研究還發(fā)現(xiàn)了腸道微生物組之間的聯(lián)系。研究人員表示，“腸道中的細(xì)菌和不同的神經(jīng)系統(tǒng)疾病之間存在著多種聯(lián)系，但對(duì)于它們之間的聯(lián)系沒有任何令人信服的解釋。我們發(fā)現(xiàn)腸道細(xì)菌會(huì)修飾白細(xì)胞，然后將這些信息帶入大腦。這可能是腸道微生物組影響大腦的途徑。”

總結(jié)來說，這些發(fā)現(xiàn)開啟了一系列關(guān)于大腦和免疫系統(tǒng)如何相互作用的新問題。這些結(jié)果有助于人們?cè)絹碓蕉嗟卣J(rèn)識(shí)到免疫細(xì)胞在大腦中的作用，并對(duì)其在一系列神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的作用提供了新的認(rèn)識(shí)。

參考資料：

[1] Microglia Require CD4 T Cells to Complete the Fetal-to-Adult Transition

[2] White blood cells and their role in the brain

[3] New role for white blood cells in the developing brain

[4] Cell丨大腦中的CD4+T細(xì)胞