本文来源于微信公众:医药速览 作者:医药速览
大脑是人体的关键器官,被血脑屏障保护,使其免受血液中有害物质的侵害。过去,科学家们认为大脑的免疫系统相对独立,主要由小胶质细胞维护健康,而其他免疫细胞如T细胞只有在疾病时才会进入大脑。
然而,颠覆认知的研究结果诞生了:耶鲁医学院的研究团队发现,在健康小鼠和人类大脑中存在T细胞,这些T细胞并非大脑的原住民,而是从肠道和脂肪组织迁移而来的“移民”,这揭示了大脑与身体其他部位更复杂的联系。这项具有里程碑意义的研究成果已于5月28日发表在《自然》杂志上,为神经科学和免疫学的研究开辟了全新的视野。
文章标题
该论文的核心内容
基础实验小课堂
免疫染色一直是观察组织中研究主体定位的关键手段之一。它一种基于抗原-抗体特异性结合的实验技术,用于标记和定位特定类型的细胞,例如在免疫细胞研究中标记T细胞、B细胞、巨噬细胞等,广泛应用于细胞和组织水平的研究中。该论文中耶鲁的科学家们花了5年的时间在整个小鼠大脑中寻找T细胞,让我们一起来学习下如何通过这种实验手段检测T细胞在大脑中的定位吧。
大脑切片的免疫染色
(所有免疫染色均在8至10周龄的C57BL/6小鼠上进行。)
1. 将切片在1X柠檬酸缓冲液中进行30分钟的抗原修复孵育。
2. 将柠檬酸缓冲液洗去,切片用2%正常驴血清、0.5%牛血清白蛋白和0.3%Triton X在PBS中室温下封闭4小时。
3. 在4℃下,用0.5%BSA和0.3%Triton X在PBS中过夜进行一抗染色。所用一抗为:CD4(Host: rabbit)、CD3(Host: rat)和CD31(Host: goat)。
4. 用PBS洗三次,每次10分钟,室温下进行。
5. 二抗染色在室温下用0.5%BSA和0.3%Triton X在PBS中进行3小时。所用二抗为:驴抗兔AF555(1:500)、驴抗大鼠AF488(1:500)、和驴抗山羊AF647(1:500)。
6. 洗去二抗,切片用DAPI在室温下以1微克/毫升染色20分钟。
7. DAPI洗去后,切片用ProLong Gold或Lab Vision PermaFluor Aqueous Mounting Medium封片。
8. 样本用共聚焦显微镜的63倍油镜观察。
结果解读:
通过对8至10周龄的C57BL/6小鼠的冠状脑切片进行免疫荧光染色[使用CD31(PECAM)标记血管,CD4和CD3标记CD4 T细胞]观察到:在胼胝体白质(位于大脑深处,连接左右两个大脑半球,它是大脑实现高级功能的关键结构)血管外的CD4 T细胞与血管明显分离(Merged图),说明它们并非仅仅附着在血管壁上,而是真正进入了大脑组织。
这表明,T细胞能够穿过血脑屏障,进入大脑的实质组织。并且,T细胞在胼胝体白质中的分布表明,它们可能在大脑的特定区域发挥特定功能,例如调节神经炎症或参与神经保护。
实验中使用到的主要试剂:
在步骤5中,使用到的是Thermo Fisher Scientific的试剂,产品详情如下:
研究方法与结果
隐藏的哨兵--大脑中的T细胞
T细胞的中枢神经系统归巢受体--CXCR6
营养与免疫的对话--脂肪-大脑T细胞轴
微生物与大脑的桥梁--肠-脑T细胞轴
控制觅食行为的关键--T细胞分泌的IFNγ
好了,下面我们来回顾一下该文章的里程碑性的结论:
在健康大脑中存在特定的T细胞,它们主要定位于下丘脑室旁核(SFO),并且在稳态下发挥重要作用。
大脑中的T细胞与肠道和脂肪组织中的T细胞存在联系,并通过肠-脑轴和脂肪-脑轴影响行为和CNS稳态。
大脑中的T细胞对小鼠的行为有重要影响,特别是在食物寻求行为中。
肠道微生物组和脂肪组织通过调节T细胞的分布和功能,间接影响大脑和行为。
这项研究不仅揭示了大脑中T细胞的新功能,还为理解大脑与免疫系统之间的相互作用提供了新的视角。这些发现可能对神经科学、免疫学和心理学领域的研究产生深远影响,并为治疗神经系统疾病和免疫相关疾病提供新的靶点。