白介素-17A與動物行為異常的研究又有了突破性的新進展

2020-12-05 每日生物評論

我們已經介紹過白介素-17A是白介素-17家族中最具代表性的成員,在機體受感染或損傷處,遷移過來的淋巴細胞會分泌白介素-17A。白介素-17A一方面會誘導炎症因子以及趨化因子的表達,從而招募更多的免疫細胞到達炎症部位加劇機體的炎症反應,另一方面,白介素-17A還會誘導一些組織修復相關因子的表達從而加速機體的恢復。雖然白介素-17A在宿主抗感染和組織修復過程中起到擴大免疫防禦反應保護自身機體的作用,但是,在很多自身免疫病病人和腫瘤病人當中,白介素-17A又是高表達的,由於它可以誘導很多炎症因子的表達,過高的白介素-17A水平對於疾病的病理發展起到惡化作用。很多動物實驗也證明,白介素-17A缺失或者抗體中和白介素-17A,可以有效的抑制多種自身免疫病病理程度。因此,白介素-17家族的細胞因子就如同一把雙刃劍,在急性炎症反應中,它們可以快速的分泌出來保護機體不受外源有害物質的危害,而當人體產生由於多種遺傳和環境因素所導致的慢性炎症時,它們又會加速多種慢性疾病的病程。所以,白介素-17家族細胞因子和人類的健康息息相關。

以前的研究已經顯示:如果母親在懷孕期間感染某些病毒,那麼她的後代患自閉症或者神經發育紊亂的風險就會增加。研究表明,這種在懷孕期間由母體引發的免疫反應學術上稱之為母體免疫激活(MIA,maternal immune activation),該反應會導致後代出現一些不正常的重複行為,而導致該現象發生的部分原因可能是因為白介素-17A(由多種發炎條件下一組輔助T細胞——Th17細胞——產生)在其中起作用。然而,這類現象背後更深層次的分子細胞生物學機制至今仍然研究的不是很清楚。來自美國麻省大學醫學院的Jun R. huh(已move到哈佛醫學院)和MIT的Gloria B. Choi合作,在過去研究的基礎之上進一步研究表明了孕婦腸道細菌能在懷孕期間刺激Th17細胞的產生,從而意味著其後代更有可能出現MIA相關的行為異常。

最近關於白介素-17A與動物行為異常的研究又有了突破性的新進展。我們一起去看看吧。

說白介素-17A與動物行為異常的關係前讓我們先聊聊免疫系統。眾所周知,免疫系統在為我們抵禦外來入侵時發揮著重要作用,同時也是體內識別和清除死亡細胞、癌變細胞的主要力量。然鵝,免疫系統不只有這些「傳統技能」哦。根據《自然》子刊Nature Immunology近日發表的一項研究,免疫系統的某些要素還參與了大腦的認知功能,影響著動物的行為。科學家們通過小鼠實驗表明,分布在大腦周圍的一組免疫細胞會向腦中的神經細胞釋放信號分子,使動物保持必要的焦慮;當缺少這種免疫信號時,動物表現出了異常的「無所畏懼」。

這項研究由華盛頓大學聖路易斯分校開展,研究團隊首先採用質譜細胞分析等技術,分析小鼠的腦膜(meninges)中有些什麼免疫細胞。再說下啥是腦膜吧,腦膜好比「大腦的皮膚」,它由三層海綿狀的保護膜組成,包圍在大腦和脊髓外,將神經組織與身體其他部位隔開。

現在重點來了,他們發現,腦膜中有一群被稱為γδT細胞的特殊免疫細胞,會產生白介素IL-17A。我們已經知道白介素IL-17A在體內一般會通過激活和引導免疫細胞,來協調對感染的免疫反應。然鵝,研究人員發現,沒有發生感染時,腦膜中的γδT細胞也在持續產生IL-17A。那麼,這些免疫信號會對大腦有什麼影響?為了探索這個問題,研究人員採用基因敲除或在腦脊液中注射抗體等多種方法,讓一部分小鼠缺少γδT細胞或降低IL-17A的表達,然後將它們和其他免疫正常的同伴進行比較。有趣的是,這些小鼠在記憶力、社交行為、覓食、情緒等各方面的測試中都表現正常,唯有焦慮狀行為有所改變。

啥是焦慮狀行為呢?簡單的說就是對某些對生存不利的因素懷有恐懼。必然:對於小鼠來說,野外空曠的地方會使它們暴露在天敵眼前,因此它們對開放空間會有一定的恐懼。在模擬這種場景的測試中,正常的小鼠會選擇靠邊站或躲在陰影中,以求安全。然而,沒有γδT細胞或IL-17A水平很低的小鼠,卻會大無畏地在明亮、開闊的區域長時間逗留。研究人員指出,這種表現說明小鼠的警覺性下降,焦慮程度減輕。此外,科學家在小鼠的大腦皮層中發現,神經細胞的表面有對IL-17A作出反應的受體。如果去除那些受體,神經細胞無法檢測到IL-17A,同樣會造成小鼠的警覺性降低。

研究人員認為,這些發現表明,動物行為的改變是免疫-神經相互溝通的重要組成。通過提高警覺,動物可以避免在虛弱的狀態下進一步被感染或被捕食,從而有助於存活。研究人員也通過屍檢在人類的腦膜中發現了γδT細胞的存在,他們表示下一步將繼續探索IL-17A過多或過少是否與人類的焦慮、抑鬱情緒有關係。將來,我們或許可以通過抗IL-17A來治療人類的情緒障礙。

文章來源:每日生物評論

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