大脑常被称为全身的指挥官。为了保护这个重要器官免受微生物感染或是其他有毒物质的伤害，丰富的血管在脑实质与血液中间形成了一道屏障。主要由血管细胞构成的血脑屏障，严格过滤从血液进入大脑的物质，从而保证大脑处于一个相对稳定安全的环境。

与此同时，驻守在脑组织中的小胶质细胞，作为先天免疫细胞，“监控”着脑实质的环境，识别并吞噬病原体等，构筑起保护大脑的一道防线。

图片来源：123RF

而在保护大脑的免疫防线中，还有一个重要的新成员最近才刚刚为人所知。在顶尖学术期刊《自然》近日发表的一篇研究论文中，来自日本九州大学和德国弗莱堡大学（University of Freiburg）的研究人员对遍布大脑的另一类先天免疫细胞展开研究，首次揭示了它们的形成过程，以及增强血脑屏障等重要功能。

研究人员指出，详细分析这些特殊的免疫细胞有望阐明大脑发育的机制，以及各种脑疾病的发病机制和治疗方向。

该研究关注的这类免疫细胞，和小胶质细胞一样属于巨噬细胞。但不同于小胶质细胞分布于脑实质，这些巨噬细胞位于包裹大脑的脑膜、血管周围等部位。

借助前沿的单细胞分析技术、细胞命运的追踪技术，以及构建的细胞特异性转基因小鼠模型，研究人员在这项研究中对不同类型的大脑巨噬细胞及其祖细胞进行了标记，确认这些分布在脑膜、血管等部位的特殊巨噬细胞与小胶质细胞在胚胎期有着共同的祖细胞。

▲显微图像显示小鼠大脑中不同组织内的巨噬细胞（图片来源：参考资料[2]；Credit：Medical Center—University of Freiburg / Dr. Lukas Amann）

然而，尽管前体细胞早早地在大脑就位，但这些特殊巨噬细胞的成熟时间却比预想得更晚。研究人员通过检查单个细胞的基因活性，确认了它们的成熟程度。

“我们发现，这些免疫细胞在出生前不久从脑膜迁移到脑血管，并在那里成熟。该过程大约在出生几周后才能完成。”该研究的共同通讯作者Marco Prinz教授指出，“大脑在生命之初很脆弱，我想这就是一部分原因。”

进一步研究显示，这些特殊的大脑巨噬细胞之所以要到出生以后才发育成熟，有赖于血管平滑肌细胞提供重要的信号。

▲血管周围巨噬细胞（pvMΦ）、脑膜巨噬细胞（mMΦ）和小胶质细胞不同的发育轨迹示意图（图片来源：参考资料[1]）

“除了血脑屏障，我们研究的这些免疫细胞也控制着哪些东西可以从血液中到达脑细胞，它们会吞吃病原体并防止过度炎症，它们还参与癌症、阿尔茨海默病和多发性硬化症的发展。”Prinz教授补充道。

研究人员相信认为，随着对这类大脑免疫细胞的认识逐渐加深，对于更好地了解这些疾病的发病机制也将有新的理解，并有机会在此基础上开发针对细胞的新疗法。

参考资料：

[1] Takahiro Masuda et al., Specification of CNS macrophage subsets occurs postnatally in defined niches. (2022) Nature https://doi.org/10.1038/s41586-022-04596-2

[2] New discoveries about the origin of the brain's immune system. Retrieved Apr. 24, 2022 from https://medicalxpress.com/news/2022-04-discoveries-brain-immune.html