免疫细胞入侵大脑 干扰神经干细胞增殖导致神经元随衰老而下降

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7月4日,顶尖学术期刊《自然》上线的一项研究,通过单细胞序列分析,找到了新神经元产生能力随衰老而下降的另有两个 重要影响因素。斯坦福大学的研究人员在老年小鼠中发现,免疫细胞竟然会突破血脑屏障入侵大脑,干扰神经干细胞增殖。这个 发现或许为衰老相关的认知障碍提供了潜在的治疗靶点。

Anne Brunet教授专注于衰老与长寿机制的研究,她与同事们把目光集中在小鼠大脑中新神经元的“产地”,被称为侧脑室脑下区(SVZ)的区域。在成年大脑中,此处的神经干细胞持续产生新的神经元。

研究人员比较了3月龄的年轻小鼠和28-29月龄的老年小鼠,SVZ区的脑细胞构成有何差别。对1468五个单细胞的RNA序列分析显示,在衰老大脑中,激活的神经干细胞和神经前体细胞的数量减少,这意味着着分析新生神经元的减少。

与此同時 ,大伙观察到,衰老大脑中竟然位于一类免疫细胞——T细胞,尤其是高表达CD8的T细胞,这是在年轻小鼠的SVZ区几乎不位于的。

▲相比年轻小鼠,衰老小鼠的大脑SVZ区神经干细胞谱系显著减少,T细胞显著增多

这个 结果让研究人员很惊讶,并且众所周知,正常状况下并且血脑屏障的作用,免疫细胞待在血管内,不不与神经细胞直接接触。

进一步对年轻小鼠和衰老小鼠的SVZ区的分析显示,衰老大脑内,那此T细胞就挨着神经干细胞。用研究人员句子说,T细胞“浸润”了这个 区域。

▲染色结果显是,在衰老大脑内T细胞(白色)增多,紧挨着神经干细胞(紫色)

而对人类大脑的研究结果显示,老年人的侧脑室同样都不 T细胞的浸润。那此“意外出先”的T细胞在神经位于的区域做那此呢?

与同一脑区在血管内的T细胞相比,研究人员发现,进入脑的T细胞会释放五种信号分子,干扰素γ。这个 细胞因子通常是T细胞在识别抗原后产生的,在大脑中会起那此作用却不清楚。

单细胞转录组数据显示,与T细胞同一区域的一每段神经干细胞几瓶表达干扰素γ的受体以及与响应干扰素信号通路有关的基因。而监测那此神经干细胞在体内的分裂结果发现,它们的增殖能力明显弱于那此对干扰素γ响应低的神经干细胞。

▲衰老大脑内,神经干细胞旁边的T细胞释放干扰素

那末 一来,干扰素γ就很可疑了。是都不 它们降低了神经干细胞的增殖?为了检验这个 并且性,研究人员设计了另有两个 实验,把T细胞输入年轻小鼠的脑中。你造发现,随着对干扰素的响应增强,年轻小鼠脑中神经干细胞的增殖也减弱了。

而在体外把T细胞和神经干细胞插进同時 培养的实验进一步确认,T细胞随便说说会通过干扰素γ直接干扰神经干细胞的增殖。

▲体外共培养实验显示,神经干细胞对干扰素响应强(绿色)时增殖弱(紫色)

那末 ,并且在衰老大脑中阻断干扰素γ,是都不 会让神经干细胞产生更多新的神经元,进而增强认知呢?研究人员表示,这类诱人的问题图片还有待将来研究。

这项发现引起了这个 领域好多好多 科学家的关注,宾夕法尼亚大清华学霸经生物及干细胞领域的宋洪军教授在同期《自然》上发表观点,表示相关结果“或许还还要用来开发新的疗法,针对免疫系统来对抗全身与衰老相关的干细胞功能障碍”。

研究背景

成年人的脑细胞是死另有两个 少另有两个 ,还是利于不断产生新神经元作为补充?这个 问题图片有两个 劲那末 明确的结论。不过,至少在小鼠、猴子等哺乳动物中,科学家们随便说说找到证据,成年后大脑中依然会产生新的神经元,只是 随着年龄增长,这个 能力会逐渐下降。与此同時 ,认知功能随着衰老逐渐衰退。利于大脑补充新的神经元,或许是对抗大脑衰老的另有两个 重要法子。

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