健康大脑中确实存在CD4+T细胞，且与小胶质细胞的发育成熟密切相关

来源：brainnews

大脑通常被认为是免疫豁免器官。血脑屏障可以有效地阻碍生物大分子进入大脑，但是，有一小部分白细胞却可以与血脑屏障相互作用，从而进入大脑血管周隙【1-3】。与此同时，白细胞还有可能通过脑脊液进入脑实质。这些结果都说明，大脑很可能也同机体其他器官一样，存在免疫学功能。

小胶质细胞是一类大脑驻留的免疫细胞，主要功能是感应固有免疫反应，启动炎症机制以及进行组织修复。小胶质细胞还在大脑发育过程中起到至关重要的作用【4-6】。有多项研究指出CD4+T细胞很可能参与神经炎症以及神经退行性疾病的发生发展，但是，健康的大脑中是否存在CD4+T细胞，以及这部分细胞究竟行使何种功能，仍旧不得而知。

2020年7月22日，来自欧洲的Adrian Liston研究组在Cell上发表题为Microglia Require CD4 T Cells to Complete the Fetal-to-Adult Transition的文章，发现健康的大脑中仍旧存在CD4+T细胞，并且，这部分细胞在小胶质细胞的发育成熟过程中起到关键性作用。

首先，作者通过激光共聚焦显微镜技术，发现正常大脑中的确存在少数的CD4+T细胞，并且，与小胶质细胞位置十分接近。另外，作者通过制备大脑单细胞悬液和流式细胞术，进一步确认了CD4+T细胞的存在。通过这两种方式，作者还初步确定，小鼠大脑中大约存在2000个左右CD4+T细胞，其中150个左右为调节性T细胞。

接下来，作者通过单细胞测序技术，进一步研究这些细胞的特点和功能。作者发现，这部分细胞通常会表达细胞因子IFNr和CCL5，而其中的调节性T细胞则高表达CTLA-4，ICOS，ST2和CD69。另外，从人类大脑切片中也得到类似的结果。

再下来，作者研究大脑中CD4+T细胞的具体功能。作者以MHC II敲除小鼠为研究对象，这种小鼠表现为在大脑和外周，CD4+T细胞都发生缺失。作者通过单细胞测序技术，分析了来自于成熟MHC II敲除小鼠及其野生型对照小鼠的11681个CD11b+细胞，发现其主要细胞类型为小胶质细胞。并且，深入分析这群小胶质细胞后发现，它们无法表达AP-1，Klf4和Egr1这些小胶质细胞成熟所必须的转录因子。另外，仅比较来自两类小鼠的小胶质细胞的转录因子情况，则发现MHC II缺失小鼠中，有87个基因表达量均降低1.5倍以上，并且，这些基因大部分都与细胞发育相关，包括成熟小胶质细胞标志基因Fos和Jun。

为了进一步确定CD4+T细胞参与小胶质细胞的成熟过程，作者采用了相互独立的几种实验方法。首先，作者通过CD4特异性抗体清除小鼠体内的CD4+T细胞，发现，在小鼠出生后5天之内清除CD4+T细胞，小胶质细胞发育相关的基因水平会遭到抑制。其次，作者在新生小鼠脑片上植入CD4+T细胞，小胶质细胞发育的相关基因表达水平升高。再次，通过体外培养小胶质细胞，加入CD4+T细胞培养上清后，小胶质细胞发育正常。通过上述这些实验，作者证实，小胶质细胞发育成熟，的确需要CD4+T细胞的参与。

最后，作者研究在CD4+T细胞缺失，小胶质细胞发育异常的情况下，对小鼠本身的影响。作者发现，MHC II缺失小鼠中，小胶质细胞的数量，密度，形态等都没有明显变化，但是，成熟小胶质细胞的突触剪切功能发生异常，椎体神经元突触密度增加。这些结果说明，CD4+T细胞主要影响成熟小胶质细胞对突触的功能。

综上所述，作者通过显微镜技术和单细胞测序技术等方法，发现在健康的小鼠和人类大脑中，存在CD4+T细胞。在CD4+T细胞缺失的情况下，小胶质细胞的发育发生异常，而这一异常可以导致过量神经元突触形成，从而引发大脑异常。这项工作阐明了CD4+T细胞在大脑发育中的新功能，并且提供了神经系统和免疫系统协同发育，相辅相成的新论据。