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焦慮行為竟與免疫系統扯上關系

2019-11-28 10:06:36來源:科技日報

精神疾病形成機制又露出“冰山一角”

你的焦慮可能由免疫細胞“臨陣倒戈”造成

縱然物質生活水平快速提高,現代人內在平和與快樂的情緒并未隨之增長,反倒面臨著諸多壓力,而長期的心理壓力,會增加抑郁、焦慮的患病風險。此前,科學界認為抑郁癥、焦慮癥等心理疾病的“元兇”在中樞神經系統本身,卻較少關注生物體的其他組織器官在此過程中扮演的角色。

近日,浙江大學生命科學研究院靳津實驗室研究發現,CD4+T細胞嘌呤合成代謝功能紊亂在慢性應激誘導的心理疾病中發揮重要作用,相關研究成果刊登在《細胞》雜志上。這對加深神經發育、精神疾病與免疫生理功能之間聯系的認識具有重要意義,有助于了解抑郁癥和焦慮癥的發病機制并指導新藥研發。

焦慮行為竟與免疫系統扯上關系

“CD4+T細胞主要存在于血液及各外周免疫器官中,其主要功能是免疫監控和宿主防御,在B細胞抗體的生成和CD8+T細胞的活化中發揮著重要輔助功能。”靳津解釋道,細胞中的線粒體為生命活動提供了能量,對于細胞的正常發育與維持至關重要。

早在2017年,靳津實驗室就開始尋找線粒體形態與免疫應答之間的關系,并在此期間,向一支專注動物聽覺作用機制研究的實驗團隊分享了T細胞特異性線粒體分裂的實驗小鼠。令人意外的是,這批原本計劃作為正常聽力對照組的小鼠,聽覺能力卻嚴重下降。

“聽覺能力與中樞神經有關,我們猜測到或許這類小鼠同時有著精神系統方面的疾病。”靳津說。根據他的猜測,實驗組利用各種動物行為學實驗對小鼠進行了關于學習記憶、焦慮抑郁、社交能力等方面的檢測。實驗結果表明,小鼠體內的CD4+T細胞在線粒體碎裂的狀態下,會導致小鼠表現出嚴重的焦慮行為。

同時,研究人員還嘗試給實驗小鼠施加各種外源性壓力刺激,檢測了小鼠在慢性應激壓力后的行為改變。他們驚奇地發現,T細胞在這些壓力導致的焦慮行為中扮演了不可或缺的重要角色。靳津表示,這項研究表明了焦慮這類神經系統疾病與免疫系統的緊密聯系。

免疫細胞能穿越血腦屏障“管轄”杏仁核嗎?

通常情況下,CD4+T細胞應是生物體健康的守衛者,而這次實驗組發現的,卻是T細胞的“臨陣倒戈”,引發了生命體的焦慮狀態。“中樞神經系統是免疫豁免器官,非常重要。為了免遭外界影響,動物體進化出了血腦屏障,將外周免疫細胞擋在神經中樞外部,防止這些外周免疫細胞干擾神經元的正常工作。”靳津介紹道。

那CD4+T細胞是如何穿越血腦屏障并“長臂管轄”神經中樞的呢?原來,在正常情況下,線粒體會促進葡萄糖通過糖酵解模式實現能量釋放,使葡萄糖水解后變成丙酮酸,進入三羧酸循環為細胞正常運行提供能量。科研人員發現,在線粒體碎裂的CD4+T細胞內,葡萄糖并未通過正常的糖酵解途徑代謝,而是通過戊糖五磷酸途徑合成了大量嘌呤類物質(黃嘌呤)釋放到細胞外。

據了解,不同于T細胞本身,這些黃嘌呤可以輕松地通過血腦屏障,到達大腦的情緒處理中心——杏仁核。黃嘌呤通過細胞表面的嘌呤受體作用于杏仁核中的少突膠質細胞,引起少突膠質細胞的異常活化與增殖,最終造成恐懼中心局部神經元的過度活躍,引發小鼠嚴重的焦慮行為。

焦慮癥狀背后機制困擾著醫生

靳津分析說,未來臨床上可以設計一些血液檢測的量化指標用于評判焦慮癥的嚴重程度,也能給治療效果提供一個客觀的評價,與目前臨床上通過問卷填表的錄入方式相結合,使病情判斷更加準確。

與此同時,這項研究的另一個重要作用還在于焦慮癥藥物的開發。目前焦慮癥的大多數治療藥物直接靶向中樞神經系統,常伴隨嚴重副作用,對多區域的神經元都有影響。如果能進一步找到特異的T細胞,通過外周的靶點實現對焦慮或者抑郁癥的干預,就能為臨床醫學藥物研發推開一扇新的大門。

目前有數據顯示,在患有腸易激綜合征的病人中,有高達30%左右的患者同時伴有嚴重焦慮癥狀,但其背后的機制不明,一直困擾著臨床醫生。靳津團隊研究發現,在這類病人外周血內同樣檢測到黃嘌呤水平的上升,因此該研究可能為臨床多種疾病狀態下伴隨性精神疾病的治療提供潛在的干預靶點。

靳津表示,希望未來能給焦慮癥等精神類疾病畫一張更大的地圖,更加清晰地描繪多系統如腸道菌群、代謝改變、免疫反應和中樞神經間的相互關系,為最終攻克嚴重焦慮癥提供精準方案。(記者 江 耘 實習生 黃齡億 通 訊 員 吳雅蘭 柯溢能)

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