3D图像说明了年龄人脑中天然杀伤(NK)细胞(紫色)和神经细胞(蓝色)之间的相互作用。信用:Jin等。
随着人类的年龄,器官的功能逐渐恶化。尽管过去的无数研究调查了衰老对人体,大脑和认知的影响,但尚未完全了解这些影响或减慢这些影响的神经机制和环境因素。
免疫系统和神经系统众所周知,在体内器官的控制中起着关键作用。此外,过去的发现表明,这两个系统在衰老期间都发生了很大变化。
神经科学研究发现,随着神经系统的年龄,人体控制免疫反应的方式也会发生变化。尽管如此,神经系统的衰老过程如何影响免疫反应以及随之而来的对大脑功能的影响仍然很少了解。
北京和天津医科大学总医院的首都医科大学的研究人员最近进行了一项研究,调查了免疫反应的可能影响对衰老的大脑。他们的论文,出版于自然神经科学,表明神经细胞的恶化(即胚胎细胞衰老大脑中的神经纤维起源于此可以增加自然杀手的毒性细胞(NK),导致神经发生和认知的损害。NK细胞是一类血细胞,是人类的一部分免疫系统。
“系统性炎症在衰老过程中升级,但是免疫和炎症反应对脑衰老的潜在影响仍然未知,”进行研究的研究人员之一Qiang Liu告诉Techxplore。“我们最近的研究的目的是了解为什么免疫细胞在衰老过程中积聚在大脑中,以及免疫细胞在多大程度上影响衰老大脑的组织再生和认知。”
刘和他的同事对从老年人和小鼠提取的脑组织进行了实验和检查。为了研究免疫反应对神经发生和认知的影响,他们使用了许多神经科学家通常采用的技术。
Liu解释说:“我们使用单细胞测序,谱系跟踪和流式细胞仪技术来测量免疫细胞的特性。”“随后,我们通过免疫染色的组织切片评估了神经发生。最后,我们进行了行为评估,以测试免疫反应对认知功能的影响。”
刘和他的同事观察到,在老年人和小鼠的大脑中发现了特定区域(即,齿状回神经源性生殖位)中的NK细胞积累。这些细胞的局部扩展使它们变得越来越丰富,以至于它们大大超过了其他类型的免疫细胞。
神经细胞在齿状回区域表现出一组与分泌相关的特征,这些特征来自特定遗传构成与环境的相互作用(即所谓的分泌表型),该特征增强了NK细胞的活性及其监测功能。最终,这导致NK细胞消除了老年大脑中的神经细胞。
刘说:“从本质上讲,我们发现在正常脑老化期间,NK细胞等免疫细胞会损害神经发生和认知功能。”“因此,靶向免疫细胞的免疫调节(积累在衰老的大脑中)可能对改善老年人群的认知有用。”
该研究人员最近进行的一项研究表明,NK细胞在衰老大脑中的积累会损害神经元在大脑中形成的过程,称为神经发生。将来,这一重要发现可能会为改善老年人认知的更有效的治疗策略提供依据。
“我们现在将继续完善我们调节大脑免疫反应的方法,以改善在期间的认知功能脑衰老,”刘说。
研究表明,激活免疫细胞可以振兴衰老的大脑。
更多信息:老年大脑中的神经细胞衰老增强了自然杀手细胞毒性,导致神经发生和认知受损。自然神经科学(2020)。doi:10.1038/s41593-020-00745-W
期刊信息:自然神经科学
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