焦虑的“学霸”
“这次送来的小鼠对声音不敏感,不知道是什么原因?”两年前,研究听觉作用机制的柴人杰教授从靳津教授这里分享了十几只小鼠,它们刚从靳津实验室的其他实验中“退役”,研究者希望它们发挥余热,继续接受更多的检测。在发现它们听力严重下降后,小鼠又被接回了杭州。
“听力有问题?这很可能与神经系统相关。”靳津教授感到很惊讶,这些小鼠和正常小鼠唯一不同的是,沐鸣娱乐代理它们的适应性免疫细胞CD4+ T被“改造”过。“听力严重下降”似乎提示着适应性免疫系统与神经系统之间的某种关联,但之前还没有人深入关注。
在浙大动物行为中心,研究人员对返杭的小鼠们进行了一次全面的“精神体检”,体检报告让科学家大吃一惊:这群小鼠有着严重焦虑问题,同时学习和记忆能力也超过了正常小鼠。“这就越发让我们好奇,这个过程中到底发生了什么?”靳津说,之前虽有研究表明过度压力会导致免疫力低下,但是反过来,免疫系统也会导致焦虑?
“怠速”的线粒体
靳津了解这些小鼠,“之前我们改造过它们的CD4+ T细胞。它们体内的CD4+ T细胞线粒体全部处于碎裂状态。”靳津介绍,线粒体为细胞的生命活动提供能量,线粒体形态的变化参与了细胞代谢调控,对于细胞的正常发育维持至关重要。压力可以通过一定的机制让线粒体碎裂,碎裂的线粒体也能产生ATP,但效率不高。我们可以理解为‘怠速’。”
在另一项实验中,被人为去除了CD4+ T细胞的小鼠表现出很强的“抗压”能力,实验中外界持续的压力刺激并没有引起它们显著的焦虑症状。“这样看来,CD4+ T细胞是压力引发焦虑的一个桥梁。”靳津说,“我们在临床上也观察到,焦虑病人的外周CD4+T细胞也存在线粒体的分裂现象,这进一步印证了,CD4+T细胞线粒体的分裂是导致焦虑发生的关键步骤。”
"长拳”黄嘌呤
研究人员在焦虑小鼠的血清中发现了比正常小鼠高出80-100倍的黄嘌呤。黄嘌呤是一种温和的兴奋剂,它的衍生物包括我们熟悉的咖啡因和茶碱等。“之前关于血清中黄嘌呤的来源说法不一,但在这项试验中,我们判断黄嘌呤是CD4+ T细胞的异常代谢产物。”靳津说。
无论是CD4+ T细胞代谢异常的小鼠,还是通过外界压力刺激引发焦虑的小鼠,它们血清中的黄嘌呤水平都有显著增长。进一步的实验证明,如果往小鼠的体内直接注射大量的黄嘌呤,也能直接引发小鼠的焦虑症状。”
原来,作为一种小分子,黄嘌呤可以轻易透过血脑屏障进入大脑,科学家发现,沐鸣娱乐代理它们在大脑的“情绪处理中心”之一——杏仁核“着陆”了。“焦虑小鼠的左侧杏仁核表现出了血管扩张和神经活化,这个区域的少突胶质细胞异常增多了,这些细胞上存在黄嘌呤的受体,因此能被激活进入细胞周期。”靳津认为,这正式是压力引发焦虑的一记“长拳”。
多重身份的CD4+ T细胞
靳津长期从事免疫学研究,非常熟悉CD4+ T细胞的各种功能,但这一发现让他非常意外。在传统的认知中,免疫细胞通常在识别抗原后被活化、增殖,引发特异的免疫反应。艾滋病病毒就是通过攻击CD4+ T细胞来破坏人的免疫系统。而这项研究让靳津重新认识了免疫细胞,与效应性T细胞不同,介导外界压力与焦虑症状的CD4+ T细胞并没有传统意义上“活化”,仍处于静息状态。
2017年,日本学者曾发表研究证明,T细胞的过度活化会导致小鼠焦虑。但这个结论与临床发现的焦虑症患者外周T细胞明显降低的情况不符。靳津则认为,焦虑行为的发生并不依赖于T细胞的活化,“这项研究让我们看到,T细胞还有我们尚不明确的发挥作用机制。”
CD4+T细胞可以根据不同特征分为多种细胞小群,靳津猜测只有其中一小部分与焦虑相关。“下一步我们会尝试去寻找鉴定这类细胞。”他说。
目前,临床治疗精神疾病的大多数药物直接靶向中枢神经系统,常伴随严重的副作用,对多区域的神经元都有影响。如果能进一步找到特异的T细胞,通过外周的靶向性治疗就可以精准地干预这类细胞,这或许可以成为治疗精神类疾病的新方法。”
疾病新视野
人们早就知道,长期恐惧和压抑会增加抑郁和焦虑的患病风险。随着新的研究手段和新的研究发现,人类对于这些疾病的认识正在逐渐深入。例如,长期以来,抑郁症、焦虑症致病原因都被认为来源于中枢神经系统本身,但近些年随着脑-肠轴研究的深入,人们开始注意到先天免疫与神经系统疾病、暴饮暴食行为或精神压力等之间的关系。
靳津平时与浙大医学院附属邵逸夫医院的曹倩主任合作,对肠炎病人有长期的跟踪研究。“这一人群伴有焦虑或抑郁的比例非常高。”靳津认为,适应性免疫系统的参与精神疾病的机制,目前只刚刚揭开冰山一角,“我抛砖引玉,希望有更多的免疫与神经方面的科学家参与进来共同研究。”
该课题得到了科技部重大专项、基金委优秀青年科学基金、浙江省杰出青年科学基金、中国科学院先导专项、国家自然科学基金面上项目的资助。
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