这个大脑中的“扫地和尚”可能是许多疾病的杀手?

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2020年7月5日01:34:54 评论 1,630

  小胶质细胞走到前面

  将近20年前,唐娜·杰克森·中泽友秀由于免疫系统判断失误,对自己的身体发起了攻击。白血球本应抵抗入侵的病原体,却转向攻击她的神经,破坏了有助于神经元外层信号传输的脂绝缘体。中泽友秀患上了一种罕见的自身免疫性疾病:格林-巴利综合征。这种疾病导致肌肉痉挛,并暂时剥夺了这位记者兼作家的行走能力。

  然而,除了身体症状,中泽友秀发现她的想法似乎是错误的。她产生了严重的焦虑,并开始遭受恼人的记忆错误,甚至忘记如何系她女儿的鞋带。“虽然我的身体发生了变化,但我的大脑似乎发生了实质性的变化——我无法动摇这个想法。”中泽友秀在她的新书《天使与刺客:天使与刺客:改变医学法庭的微小脑细胞》中写道。

  这个大脑中的“扫地和尚”可能是许多疾病的杀手?

  天使与刺客:改变医学进步的小脑细胞。照片来源:Amazon.com

  当时,医生无法解释她到底发生了什么。长期以来,科学家们一直认为大脑具有“免疫特权”,并与外周免疫系统隔离开来。因此,中泽过度活跃的白细胞不应引起这些认知症状。然而,在过去十年中,一系列关于小胶质细胞的惊人发现推翻了这一认识。研究证明,这种长期被忽视的微小脑细胞是大脑自身的免疫系统,在形成神经网络中发挥着重要作用。《天使与刺客》是一本关于小胶质细胞及其重建医学潜力的令人鼓舞的入门书。

  中泽友秀非常清楚地描述了免疫学和神经科学的复杂领域。科学研究的结果是不可预测的,关于领先的科学研究人员和可能从中受益的病人的故事穿插着生动和清新的散文。中泽友秀说:“我们站在颠覆精神病学的前沿:小胶质细胞塑造了我们的大脑,并对我们一生的精神健康产生了巨大的影响——这种新的理解涵盖了整个医学领域,并将肯定重塑我们对精神病学的理解。”

  这个大脑中的“扫地和尚”可能是许多疾病的杀手?

  在脑细胞中负责发送和接收电化学信号的神经元一直被认为是主要角色。其他脑细胞统称为“神经胶质细胞”,长期以来一直被归入辅助角色。“神经胶质细胞是后勤集团。它们满足神经元的需求,就像恒星的追随者一样。”中泽友秀写道。

  在几种胶质细胞中,小胶质细胞最不重要。它们是大脑清洁剂,密切关注损伤和感染,清除病原体、异常蛋白质和死亡细胞。“他们是垃圾搬运工,头脑简单,”中泽友秀写道,“机器人清洁工。仅此而已。”

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  然而,随着本世纪初成像技术的进步,科学家开始进一步研究小胶质细胞的确切行为。他们发现小胶质细胞不会整天坐着等电话——相反,它们非常活跃。"在高分辨率显微镜下,一个小胶质细胞就像一个有许多长分枝的优雅分枝。"书上写道,“这些分支在大脑中旋转,探测、搜索,甚至连最轻微的痛苦信号都不放过。”

  研究人员很快做出了更惊人的发现。神经科学家已经了解到,发育中的大脑将形成多余的突触(神经元之间的连接),并在发育过程中逐渐消除不相关的连接,但这种突触修剪的机制尚不清楚。直到2012年,贝丝·史蒂文斯和他的团队报道了一件不可思议的事情:小胶质细胞吞噬多余的突触,尤其是那些未被充分利用的突触。

  这个大脑中的“扫地和尚”可能是许多疾病的杀手?

  “一个单一的小胶质细胞就像一个优雅的分枝,有许多长长的分枝”,图片来源:biologywise.com

  这是一项重要的任务:小胶质细胞通过消除薄弱和闲置的突触来促进大脑的健康发展。与此同时,史蒂文斯和其他科学家开始思考如果过程出错会发生什么——就像白细胞有时会错误地攻击健康组织一样。也许,中泽友秀写道,“小胶质细胞就像白细胞一样,并不总是正确的。如果它们不仅修剪受损或老化的神经元,还会错误地吞噬和破坏健康的突触呢?”

  从阿尔茨海默病到抑郁症,许多心理和神经疾病都伴随着突触丢失或功能障碍。过于活跃的小胶质细胞是罪魁祸首吗?该研究的结果显示:是的,人数仍在飙升。例如,研究发现抑郁症患者的活跃小胶质细胞水平偏高。用中泽友秀的话说,“抑郁持续的时间越长,小胶质细胞对大脑造成的伤害就越大。”小胶质细胞现在被认为与阿尔茨海默氏病、自闭症、亨廷顿舞蹈病、强迫症、帕金森氏病、精神分裂症和其他疾病有关。

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  小胶质细胞也可以用来解释为什么一些患有自身免疫性疾病的人会报告奇怪的认知症状:例如,中枢神经系统患有格林-巴利综合征。几年前,科学家在包裹和保护大脑的脑膜中发现了用于运输体内白细胞的淋巴管。这些淋巴管可能直接将外周免疫系统与大脑连接起来——专家们曾坚称这种连接并不存在。

  这一发现意味着,当体内免疫反应的数量增加时,信号可以通过这些淋巴管传递并触发小胶质细胞攻击(除了吞咽突触,激活小胶质细胞还会处理大量的神经炎症化合物,损害健康的神经元和脑组织)。从感染到慢性压力,各种各样的事情都会导致小胶质细胞紊乱。科学家已经记录了一系列免疫相关疾病患者的小胶质细胞异常,包括狼疮、多发性硬化症和克罗恩病。"这表明,长期以来,精神健康和身体健康之间没有不可逾越的界限。"中泽友秀写道。

  这些发现提供了新的治疗机会。中泽友秀在书中写道,研究人员正在研究一系列方法来“安抚过度活跃的小胶质细胞”,并“让它们正常工作,成为大脑的守护天使,而不是盲目的刺客”这些方法中的一些比其他的更非传统。中泽友秀对几名接受实验治疗的患者进行了随访,其中包括凯蒂,她希望通过经颅磁刺激来缓解抑郁和恐慌症;莱拉,她患有克罗恩病和强迫症,正在尝试一种旨在减少免疫活动的“停止饮食”。此外,还有关于免疫疗法、神经反馈、迷走神经刺激甚至致幻剂的研究。

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