星形膠質(zhì)細胞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)最豐富的細胞類型，但它們的特征仍不甚明了。長期以來，科學(xué)家們一直認(rèn)為星形膠質(zhì)細胞的主要功能是為大腦中更為人密切關(guān)注的神經(jīng)細胞提供營養(yǎng)和支持；然而，多年來，越來越多的證據(jù)表明，星形膠質(zhì)細胞也可以促進神經(jīng)退化、炎癥和神經(jīng)系統(tǒng)疾病。如今，在一項新的研究中，由來自美國布萊根婦女醫(yī)院的研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一個團隊證實一種特定的星形膠質(zhì)細胞亞群可以起到相反的作用：根據(jù)駐留在腸道中的細菌所調(diào)節(jié)的信號，在大腦內(nèi)起到保護性的抗炎功能。相關(guān)研究結(jié)果近期發(fā)表在Nature期刊上，論文標(biāo)題為“Gut-licensed IFNγ+ NK cells drive LAMP1+TRAIL+ anti-inflammatory astrocytes”。

圖片來自Nature, 2021, doi:10.1038/s41586-020-03116-4。

論文通訊作者、布萊根婦女醫(yī)院安-羅姆尼神經(jīng)疾病中心Francisco Quintana博士說，“多年來，許多實驗室，包括我的實驗室，已經(jīng)確定了星形膠質(zhì)細胞在促進神經(jīng)系統(tǒng)疾病方面的重要作用。這是我們首次證實至少這些細胞（星形膠質(zhì)細胞）的一個亞群可以預(yù)防炎癥。我們之前沒有觀察到到這一點的原因在于我們在研究這些細胞時把它們看作是一致的，即單一的細胞類型。但是如今我們有了區(qū)分這些細胞之間差異的分辨率?！?/p>

這些研究人員使用優(yōu)化的基因和蛋白分析工具來鑒定新的星形膠質(zhì)細胞亞群。分布在腦膜（包圍大腦的膜）附近的星形膠質(zhì)細胞群體表達一種叫做LAMP1的蛋白，以及一種叫做TRAIL的蛋白，后者可以誘導(dǎo)其他細胞的死亡。這些特征有助于LAMP1+TRAIL+星形膠質(zhì)細胞通過誘導(dǎo)促進炎癥的T細胞死亡來限制中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎癥。

為了確定是什么機制控制了大腦中的LAMP1+TRAIL+星形膠質(zhì)細胞，這些研究人員使用基因編輯工具CRISPR-Cas9進行了一系列測試。他們發(fā)現(xiàn)，一種名為干擾素γ的特殊信號分子可以調(diào)節(jié)TRAIL的表達。此外，他們還發(fā)現(xiàn)腸道微生物組會誘導(dǎo)干擾素γ在體內(nèi)循環(huán)并最終到達腦膜的自然殺傷細胞（NK細胞）中表達，在那里，它們可以促進星形膠質(zhì)細胞的抗炎活性。

了解驅(qū)動LAMP1+TRAIL+星形膠質(zhì)細胞抗炎功能的機制，可能使得這些研究人員開發(fā)出對抗多發(fā)性硬化癥等神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療方法。例如，他們正在探索可用于調(diào)節(jié)星形膠質(zhì)細胞抗炎活性的益生菌候選物。此外，他們的近期數(shù)據(jù)顯示，某些腦腫瘤利用這一途徑來逃避人體的免疫反應(yīng)。因此，他們正在開發(fā)癌癥免疫療法來報復(fù)腫瘤的攻擊。

Quintana說，“找到腸道微生物組控制的星形膠質(zhì)細胞抗炎亞群是我們對中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎癥及其調(diào)節(jié)的理解的重要進展。這是腸道控制大腦炎癥的一種非常新的機制。它指導(dǎo)了開發(fā)針對神經(jīng)系統(tǒng)疾病的新療法，我們相信這種機制可能有助于揭示腦腫瘤的發(fā)病機制。”

Quintana實驗室在2016年發(fā)現(xiàn)了已知唯一一個受腸道微生物組調(diào)控的星形膠質(zhì)細胞亞群，但是，這些研究人員認(rèn)為可能還有其他的亞群。他說，“越來越清楚的是，腸道菌群在許多疾病中都很重要。我們很幸運，我們在鑒定星形膠質(zhì)細胞的不同亞群和控制它們的機制方面一直處于領(lǐng)先地位。我們有其他星形膠質(zhì)細胞群體的列表，我們正在努力研究腸道菌群如何控制它們。”（生物谷 世聯(lián)博研Bioexcellence）

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