脑部的免疫细胞组成是怎样的?Nature Neuroscience偷偷告诉你

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脑部的免疫细胞组成是怎样的?Nature Neuroscience偷偷告诉你

2024-07-16 05:28| 来源: 网络整理| 查看: 265

越来越多的功能和解剖证据表明,中枢神经系统(CNS)中的免疫系统活性作用十分关键。大脑的免疫细胞群体包含浸润和驻留在实质和非实质结构中的免疫细胞,如血管周围间隙、硬膜下脑膜和脉络丛(CP)。 大脑的驻留髓样细胞(也称为小神经胶质细胞)在胚胎发育早期就在中枢神经系统中,并且适应这种组织的特殊需求,这些驻留髓样细胞执行典型的髓系细胞功能,如吞噬清除碎片和感知组织损伤,以及独特的组织特异性功能,如调节神经元兴奋性和突触功能。

与脑室相互作用的浸润性免疫细胞则经历选择性过程,因此只有特定的细胞群会进入到大脑的免疫系统环境中。 通过确定哪些免疫细胞紧密围绕着脆弱的大脑,我们可以了解它们在正常大脑功能中的作用,并且可能找出那些可能参与免疫相关脑病早期阶段的免疫细胞,将其作为有治疗潜力的干预目标。

以色列的Ben Korin等人,利用质谱流式检测了 C57BL/6小鼠大脑免疫系统的免疫细胞组成,给我们了解这个神秘的领域提供了很好的初步研究结果。

方案

质谱流式方案:CD45、CX3CR1、CD11b、CD11c、CD19、CD4、CD8、CD49b、Gr-1、Ly6C

普通流式方案主要包括一些功能性指标,详见阅读原文的PDF全文。

细胞群体

驻留髓样细胞:CD45low CX3CR1+ CD11b+未定义细胞:CD45lowCD11b−A类DC:CD45highCD11c+CD11b−B类DC: CD45highCD11c+CD11b+B细胞:CD45highCD19+CD4+T细胞:CD45highTCR-β+CD4+CD8+T细胞:CD45highTCR-β+CD8+NK细胞:CD45high CD49b+ NK1.1+Gr-1+ 髓细胞: CD45high Gr-1+ CD11b+

样本类型

脑膜、脉络丛、脑实质

结果

大多数浸润的白细胞主要存在于脑的边界区域(例如脑膜和CP),而不是实质中。位于边界区域的这些细胞可以通过分泌细胞因子、通过调节邻近的上皮细胞和室管膜细胞以及改变脑脊液成分来影响大脑。此外,这些细胞在组织稳态发生异常后可能会进入脑实质,因此可能起到促进恢复作用,也可能加速病理进程。例如,在实验性自身免疫性脑脊髓炎(一种多发性硬化症的鼠模型)期间,在实质中发现NK细胞,但如果在这个模型中干扰NK细胞归巢至中枢神经系统的能力,减少脑实质中的NK细胞数量,就可大大减少了实验性自身免疫性脑脊髓炎的临床和病理表现。尽管NK细胞在脑部含量少(约占所有免疫细胞的1.1±0.14%),但亚群比较独特,该亚群表达较高水平的IL-2R和CD27,并且脑部此类NK细胞是外周血的7倍。 CD27hi NK细胞已证实效应能力强、对趋化因子反应能力高,这与脑部NK细胞CD62L水平升高相符,因为CD62提示更为成熟的NK细胞表型和更强的细胞毒功能。因此,IL-2R和CD27高表达的NK细胞也存在于脑部免疫学环境中,表明它们可能更早地参与自身免疫性疾病。

展开全文

Ben Korin对脑部免疫群体的大部分结果与之前相似(即脑部的T细胞主要是记忆T细胞),而其他结果有点意外:

CD86 + CD8 + T细胞比例较高(脑部52.79±2.6%;外周血 13.6±1.2%),不过与功能的相关性尚不清楚。

脑部的DCs由较低比例的CD14 +细胞组成(14.34±2.36%,而外周血是58.43±3.35%),可能表明在细菌感染时某种特定的激活状态或特定的细胞平衡。在人类中,CD14 + DC显示出促进T细胞的调节作用,然而,目前还不清楚这种作用是否也存在于小鼠体内,或许研究中的B型DC、单核细胞和巨噬细胞会有。

脑部IgM-B细胞更多,这些细胞通常被认为比IgM + B细胞更成熟。

CD86 + CD8 + T细胞比例较高(脑部52.79±2.6%;外周血 13.6±1.2%),不过与功能的相关性尚不清楚。

脑部的DCs由较低比例的CD14 +细胞组成(14.34±2.36%,而外周血是58.43±3.35%),可能表明在细菌感染时某种特定的激活状态或特定的细胞平衡。在人类中,CD14 + DC显示出促进T细胞的调节作用,然而,目前还不清楚这种作用是否也存在于小鼠体内,或许研究中的B型DC、单核细胞和巨噬细胞会有。

脑部IgM-B细胞更多,这些细胞通常被认为比IgM + B细胞更成熟。

作者一开始用CD45区分驻留免疫细胞和浸润免疫细胞,然而区分能力有限,后来他们发现CD44在细胞运动中起关键作用,可能参与免疫细胞与大脑边界的相互作用,于是改用CD44,结果发现CD44在浸润免疫细胞(CD45high)上表达,但在驻留髓样细胞上缺失(CD45lowCX3CR1 + CD11b +)。

流式中文网点评

尽管上述结果是在小鼠实验中发现的,但实际上,在人类中枢神经系统,应该也是存在相似的改变,尽管可能会有一些细节上的差异。目前国内的神经内科对于免疫方面的研究,可能还是有些欠缺吧。只有深入了解脑部免疫系统组成和平衡,才能明白免疫性脑病的发生、发展,为治疗提供明确的靶标。

参考文献:Korin Ben,Ben-Shaanan Tamar L,Schiller Maya et al. High-dimensional, single-cell characterization of the brain's immune compartment.[J] .Nat. Neurosci., 2017, 20(9): 1300-1309.

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