我国学者在脑衰老免疫机制研究方面取得进展

近日，天津医科大学总医院刘强、施福东团队的最新研究揭示了脑衰老激活免疫监视，损伤神经母细胞的免疫学机制及干预策略，研究成果以"老年大脑中的神经母细胞衰老会增强自然杀伤细胞毒性导致神经发生和认知障碍（Neuroblast senescence in the aged brain augments natural kill cell cytotoxicity leading to impaired neurogenesis and cognition）"为题，于2020年11月30日在线发表在《自然-神经科学》（Nature Neuroscience）杂志上，论文链接https://www.nature.com/articles/s41593-020-00745-w。

衰老是生命过程的必经阶段，而中枢神经系统是人体受衰老影响最大的系统之一。目前，与脑衰老相关的认知功能减退已成为老年人健康的巨大威胁。随着年龄的增长，衰老大脑中新生的神经细胞（神经元）数量逐渐减少，造成大脑功能的减退。人脑产生新神经元的关键区域为齿状回。在齿状回中，神经干细胞会先分化为神经母细胞，然后再成熟并整合到神经环路中去。然而，在衰老大脑中，70%以上的新生神经母细胞无法存活并成长为成熟神经元，从而导致大脑认知功能出现进行性减退。衰老过程伴随机体系统性免疫炎症的增加，但目前还不清楚在脑衰老的过程中，免疫系统是否参与及发挥何种作用。

为解决上述问题，该团队比较了年轻和年老人脑组织的免疫印记，发现以自然杀伤（Natural Killer，NK）细胞为代表的免疫细胞随着年龄增长在人脑内逐渐增加，这些细胞大多与位于脑内齿状回区域，并与神经母细胞相临近。结合单细胞测序和蛋白质组技术，该团队在衰老小鼠中发现衰老的神经母细胞高表达包括白介素27（IL-27）在内的多种衰老相关表型。通过基因编码和谱系示踪方法证实，这些免疫因子可以激活并扩增脑内聚集的免疫细胞。此外，RNA测序和免疫筛选等证据表明，衰老导致神经母细胞表面的主要组织相容性复合体I类分子（MHC-I）下调，造成免疫耐受缺失，从而在脑衰老过程中激活免疫监视，损伤神经母细胞。通过免疫干预清除衰老大脑内的免疫细胞，能够促进神经母细胞的存活并改善认知功能。

该研究揭示了免疫与脑衰老的关系，为深入理解脑衰老的免疫炎性机制，以及探索在脑衰老中改善神经修复和认知功能提供了新的干预策略。以色列魏兹曼科学研究院（Weizmann Institute of Science）的瓦莱里·克里扎诺夫斯基(Valery Krizhanovsky)教授在《自然-神经科学》上以"认知能力的自然杀手（Natural killers of cognition）"为题撰写专题评述，认为该研究为神经发生区域微环境的衰老相关改变带来了新的深刻见解（a novel insight into age-related changes in the neurogenic niche microenvironment，评述链接https://doi.org/10.1038/s41593-020-00749-6）。

来源：国家自然科学基金委员会