随着一个多世纪以来现代神经科学的发展，我们在对大脑的了解取得了重大进展。尽管如此，我们也仅仅是刚刚开始了解这个令人惊叹的复杂器官是如何工作的。
九州大学5月20日消息
九州大学（Kyushu University）药学院的研究人员对这一令人困惑的谜题进行了更深入的研究，他们前所未有地详细分析了构建大脑免疫系统的一组细胞的发育和基因概况。
他们发表在《自然》（Nature）杂志上的新见解，可能为更好地理解阿尔茨海默病和多发性硬化症等主要大脑相关疾病的起源和机制铺平道路。
研究于2022年4月20日发表在《Nature》（最新影响因子：49.962）杂志上
“许多人都熟悉神经元如何连接在一起，神经元在大脑中发送信号，但也有血管为大脑提供氧气，胶质细胞作为大脑的支持网络和免疫系统，”领导这项研究的 Takahiro Masuda 解释说，“事实上，即使是最大化的估计也表明，我们大脑中只有大约一半的细胞是神经元，所以研究其他细胞对揭示大脑如何工作同样至关重要。”
考虑到这一点，研究小组一直专注于一系列被称为“中枢神经系统相关巨噬细胞”（central nervous system associated macrophages）的细胞，这是一种保护大脑免受感染的免疫细胞。这些巨噬细胞被认为参与了几乎所有已知的神经退行性疾病，因为它们作为大脑的免疫细胞的关键作用。
多年来，研究表明存在许多不同种类的这些细胞。在这项研究中，研究小组对血管周围的巨噬细胞和位于脑膜（大脑周围的层）中的巨噬细胞分别称为“血管周围巨噬细胞”和“脑膜巨噬细胞”特别感兴趣。
大脑中中枢神经系统相关巨噬细胞的图像。围绕大脑静脉（灰色）的血管周围巨噬细胞（橙色）。小胶质细胞（绿色）与大脑免疫系统的其他细胞一样占据周围空间
“直到现在，这些细胞还没有与其他免疫细胞区分开来，而且这些关键细胞如何以及在何处发育的研究还很不足，” Masuda 继续说道，“因此，我们研究了这些细胞的基本特征，例如如何将它们与大脑中的其他细胞区分开来，它们的确切位置，它们如何发育，它们表达什么样的基因，以及它们如何与其他细胞相互作用。”
这些巨噬细胞与大脑中称为小胶质细胞的其他免疫细胞一起，起源于胚胎外部称为“卵黄囊”的区域。随着生物体的发育，细胞从卵黄囊迁移到大脑。使用一种称为“命运映射”（fate-mapping）的技术，该团队精确地追踪了这些细胞最终的位置，并辨别是什么导致它们成为血管周围巨噬细胞和脑膜巨噬细胞。
“我们发现脑膜巨噬细胞的发育方式与其他小胶质细胞相同，并且是在妊娠期间形成的。另一方面，血管周围巨噬细胞实际上是在出生后开始形成的，并且起源于脑膜巨噬细胞。这是非常出乎意料的，” Masuda 说。
通过他们的研究，该团队还能够确定导致脑膜和血管周围巨噬细胞产生的特定基因。
“这些基因的鉴定最终将使我们能够将脑膜和血管周围的巨噬细胞与其他小胶质细胞区分开来，” Masuda 解释说， “现在我们可以单独研究它们，我们可以更清楚地了解它们的功能。”
这些发现有望为理解这些细胞在大脑中的作用开辟新途径。
“既然我们知道它们是不同的，下一步就是弄清楚它们的功能。随着它们的机制被揭示，我们希望了解它们在阿尔茨海默病、自闭症谱系障碍和多发性硬化症等疾病中的作用，” Masuda 总结道。
创办于1911年的日本九州大学
参考文献
Source：Kyushu University
Uncovering new details of the brain's first line of defense
Reference：
Masuda, T., Amann, L., Monaco, G. et al. Specification of CNS macrophage subsets occurs postnatally in defined niches. Nature 604, 740–748 (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-04596-2
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