Cell揭示:“免疫豁免”的中枢神经系统,为何能够受到神经免疫攻击?

科技工作者之家 02月03日

来源:生物探索

长期以来,人们认为血脑屏障作为坚实的保护层为中枢神经系统(CNS)提供了一种免疫豁免的环境。然而,越来越多证据表明,CNS并非是一片不会发生免疫反应的“净土”,许多中枢神经系统疾病都与免疫异常有关。那么,神经免疫是怎么发生的?机体又是如何实现对CNS的免疫监视呢?

近日,《Cell》杂志在线发表了美国圣路易斯华盛顿大学的研究人员带来的名为“Functional characterization of the duralsinuses as a neuroimmune interface”的合作研究。该研究证明了脑脊液(CSF)中CNS来源的抗原积聚在硬脑膜窦周围,被局部抗原呈递细胞捕获并呈递给巡逻的T细胞。

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研究人员通过免疫染色对参与适应性免疫功能的细胞进行检测,发现T细胞和MHCII+抗原呈递细胞(APCs)并非均匀分布在整个硬脑膜组织中,而是局限分布于硬脑膜窦周围的区域。因此研究人员认为硬脑膜窦是脑脊膜免疫稳态的区域中枢,并且基质生态位可能具有协调这个硬膜窦免疫中枢的作用。

wt_a12302210205151006_e9e0e7.jpg硬脑膜间质的细胞、分子和空间特征

为了研究窦性脉管系统在免疫反应中的作用,研究人员进行了间质scRNA-seq数据分析和脑膜全组免疫染色,显示VWF+ EC细胞群为硬膜窦内皮细胞,因此研究人员认为T细胞通过硬脑膜窦运输,导致其集中于硬脑膜窦周围。

为了探索其他可能影响硬脑膜窦相关免疫的基质衍生因素,研究人员进一步对年轻和年老小鼠的整个硬脑膜进行了scRNA-seq,并进行分群。结果表明,多种趋化因子参与炎症诱导的T细胞招募、促进硬膜窦周围其他白细胞的募集,包括B细胞或浆细胞。因此,脑脊液周围的免疫细胞聚集使抗原能够进入硬脑膜组织液(ISF),这一通路通过硬脑膜APC呈递或淋巴管引流实现

wt_a22322010205151007_f9ad3e.jpg趋化因子参与硬脑膜窦T细胞招募

此外,研究人员假设CNS抗原还可通过脑脊液(CSF)流入硬脑膜而被摄取。那么,采集CNS抗原的硬膜细胞是否能作为APCs发挥作用并激活T细胞呢?研究人员通过向脑室注射荧光卵清蛋白荧光素647 (OVA-647)并观察其摄取情况发现,窦MHCII+硬脑膜巨噬细胞和树突状细胞有能力采集CSF抗原。并且,EAE诱导后硬脑膜内T细胞大量积累,表明其与自身免疫性神经炎症具有相关性。

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硬脑膜窦相关APCs捕获抗原

总的来说,该研究证明了硬脑膜窦是免疫-血-脑相互作用的关键接口。在此处,所有中枢神经系统抗原暴露、被APCs摄取以及呈交给巡逻硬膜T细胞所必需的成分都发挥了作用,从而使得中枢神经系统抗原的免疫监视成为可能。这一成果揭示了自身免疫性神经炎症的可能机制,为相关疾病的进一步研究和治疗指明了方向。

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