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大脑如何 “监视” 肠道：借助新发现的免疫细胞
人体的病原体防御细胞可充当 “监视部队”，将信息从肠道和脂肪组织传递至大脑。
黑色背景上的彩色 MRI 扫描显示健康人脑矢状切面，以蓝色和紫色呈现。大脑深处的一个区域是称为 T 细胞的免疫细胞热点。来源：Du Cane Medical Imaging Ltd / 科学图片库
特殊的免疫细胞将来自肠道和脂肪组织的信息传递至大脑深处。研究人员今日在《自然》杂志上发表的报告指出，这一在小鼠中发现的监视系统，对大脑控制觅食等行为至关重要 1。
已知类似的免疫细胞存在于覆盖大脑的脑膜中，但新发现的细胞具有特殊分子特征，使其能够进入大脑核心区域。它们的功能受饮食和微生物组影响；缺乏这些细胞时，即使饥饿的小鼠也进食迟缓。
“看到一个曾被认为与免疫系统完全隔离的器官出现这种现象，令人非常兴奋，” 以色列雷霍沃特魏茨曼科学研究所的神经免疫学家米哈尔・施瓦茨（Michal Schwartz）说，她未参与这项研究。
区域 “巡逻队”
人体几乎每个器官都有自身的免疫细胞。长期以来，研究人员认为健康大脑的大多数 “适应性” 免疫细胞（靶向特定病原体的细胞）位于脑膜 —— 包裹大脑的三层保护膜中。
先前研究暗示，称为 T 细胞的适应性免疫细胞可能在稳定条件下存在于大脑内部。但康涅狄格州纽黑文耶鲁大学的神经免疫学家、最新研究的共同作者富美吉田（Tomomi Yoshida）表示，确定这些细胞是否与脑膜中的细胞真正不同一直是个挑战。“以往研究并未真正对比和区分这一要素，” 她说。
为了获得更明确的答案，吉田及其同事花了五年时间在整个小鼠大脑中寻找 T 细胞。他们发现，T 细胞集中在大脑中央的穹窿下器官（subfornical organ）—— 该结构负责调节包括进食和饮水在内的一系列生理过程。科学家随后在人类穹窿下器官的组织样本中也发现了 T 细胞。
在小鼠和人类大脑中，穹窿下器官的 T 细胞均不同于脑膜中的 T 细胞。它们产生更多使其能够驻留在脑组织中的蛋白质，并在正常条件下分泌更多称为细胞因子的免疫信号蛋白。
奇怪的是，研究人员发现小鼠脑内的 T 细胞与脂肪组织中的 T 细胞非常相似。为了解这一相似性，他们给部分小鼠喂食高脂饮食。这些小鼠的脂肪和脑组织中的 T 细胞数量多于食用标准食物的小鼠 —— 这证明脂肪量与大脑 T 细胞数量之间存在关联。同一饮食的小鼠禁食 48 小时后，大脑中的 T 细胞数量增加，脂肪中的 T 细胞数量减少，表明食物摄入会影响向大脑迁移的 T 细胞数量。
肠脑连接
接下来，研究人员用抗生素清除部分小鼠的肠道微生物群。这些动物的大脑 T 细胞水平下降，这可能意味着微生物组会影响免疫细胞数量。
最后，研究人员评估了驻留在大脑中的 T 细胞的潜在作用。经过基因改造缺乏 T 细胞的饥饿小鼠，比对照组花费更长时间寻找和进食食物，这表明大脑 T 细胞参与了进食行为。
比利时安特卫普弗拉芒生物技术研究所的神经免疫学家埃马努埃拉・帕西托（Emanuela Pasciuto）表示，需要更多研究来揭示大脑 T 细胞影响进食和其他功能的机制。她补充说，这需要开发一套全新的工具，以超越相关性研究。“这将是我期待的实验。”
吉田表示，团队计划更详细地揭示驻留在大脑中的 T 细胞的作用，并探索它们如何与其他细胞相互作用。
doi: https://doi.org/10.1038/d41586-025-01655-2
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