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    《Nature Neuroscience》報道:劉強教授課題組發現免疫細胞加速正常腦衰老!

    2020-12-11 10:23
    衰老
    是生命過程的必經階段
    中樞神經系統
    是人體受衰老影響最大的系統之一
    目前,與腦衰老相關的認知功能減退已成為老年人健康的巨大威脅。正常衰老伴隨著神經發生關鍵區域齒狀回神經前體細胞數量的減少。
    在衰老大腦中,70%以上的新生神經前體細胞無法存活和成長為成熟神經元,并且大腦認知功能出現進行性減退。衰老這一過程伴隨著機體系統性炎癥的增加,但目前還不清楚在正常腦衰老的過程中,免疫系統是否參與并發揮了哪些作用。

    天津醫大總醫院神經內科劉強教授課題組通過比較年輕和年老人腦組織的免疫印記,發現以自然殺傷(Natural Killer, NK)細胞為代表的免疫細胞隨著年齡增長在人腦內逐漸增加。這些細胞大多位于腦內齒狀回區域,并與神經前體細胞臨近 。該課題組結合單細胞測序和蛋白質組技術,進一步發現部分衰老的神經前體細胞高表達包括白介素 27(IL-27)在內的多種衰老相關表型。通過基因編碼和譜系示蹤方法證實,這些免疫因子可以激活并擴增腦內聚集的免疫細胞。此外,RNA測序和免疫篩選等證據表明,衰老導致神經前體細胞表面的主要組織相容性復合體 I類分子(MHC-I)下調,造成免疫耐受缺失,從而在正常腦衰老過程中激活免疫監視,損傷神經前體細胞。通過免疫干預清除衰老大腦內的免疫細胞,能夠促進神經前體細胞的存活并改善認知功能。

    △正常腦衰老觸發免疫監視造成神經發生受損
    這一研究成果于2020年11月30日在Nature Neuroscience發表。這項研究利用經典手段,即正常人腦組織結合新型高通量手段,揭示了免疫與腦衰老的關系。

    Jin WN, Shi K, He W, Sun JH, Van Kaer L, Shi FD, Liu Q. Neuroblast senescence in the aged brain augments natural killer cell cytotoxicity leading to impaired neurogenesis and cognition. Nat Neurosci. 2020 Nov 30. DOI:10.1038/s41593-020-00745-w.

    國際著名衰老研究專家, Weizmann科學院的Valery Krizhanovsky教授《自然-神經科學》上以“認知能力的自然殺手(Natural killers of cognition)”為題撰寫專題評述,認為該研究為“神經發生區域微環境的衰老相關改變帶來了新的深刻見解(a novel insight into age-related changes in the neurogenic niche microenvironment)
    原文Papismadov N, Krizhanovsky V. Natural killers of cognition. Nat Neurosci. 2020 Nov 30. DOI: 10.1038/s41593-020-00749-6.
    鏈接:https://doi.org/10.1038/s41593-020-00749-6

    過去十年間,國際上對于神經系統疾病中神經炎癥的研究雖然已經取得一些進展,但是在正常衰老這一特殊環境下,神經炎癥是作為“旁觀者”還是“主動參與者”目前仍不清楚,存在一系列亟待解決的問題。

    首先,在衰老過程中,腦內為何會有大量免疫細胞侵襲?

    其次,衰老的大腦作為一個特殊的微環境對免疫細胞有何種影響?

    此外,免疫細胞在腦衰老過程中具體發揮了哪些作用?

    為了回答這些科學問題,課題組全面分析衰老大腦內免疫細胞的表型和功能,發現了衰老大腦修飾免疫細胞的器官特異性因子,從而揭示了大腦衰老觸發免疫監視的機制,以及免疫細胞對衰老相關的神經發生和認知功能減退的具體影響。在衰老大腦內的神經發生區域,由于免疫耐受的缺失,導致神經前體細胞被以 NK細胞為代表的免疫細胞清除。

    △衰老大腦內的免疫細胞和神經前體細胞。在衰老大腦中的神經生發區域,由于免疫耐受性的缺失,導致神經前體細胞(如圖,具有突起的紫色細胞)被以 NK細胞為代表的免疫細胞(如圖,藍色球形細胞)清除
    這些研究對深入理解炎性衰老,以及探索針對老年疾病中,建立神經元前體細胞的免疫耐受并促進其生存,從而為改善神經修復和認知功能提供了新的預防和干預策略。

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