Bioactive dietary polyphenols modulate hippocampal inflammasome activation and sex- specific affective behavioral deficits following peripheral Foxp3 + regulatory T cell depletion
本研究表明,外周 Foxp3+ 调节性 T 细胞的耗竭会引发性别特异性的海马体炎性小体激活和情感行为缺陷,而生物活性膳食多酚能选择性地减轻雄性而非雌性受试者的这些症状。
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大脑并非存在于真空之中;它与身体的其他部分,特别是免疫系统,保持着不断的对话。几十年来,科学家们已经知道,当身体的防御机制过度活跃时,大脑会遭受损害,导致情绪、动力和行为的变化。维持免疫系统冷静与平衡的关键角色是一种被称为调节性T细胞(regulatory T cell)的特定类型白细胞。可以将这些细胞想象成免疫系统的“维和人员”,确保身体的防御机制不会转而攻击自身,或变得过于激进以至于造成附带损伤。当这些维和人员缺失或功能失调时,免疫系统会变得混乱,而最近的研究表明,这种混乱可以一直传递到大脑,破坏调节我们感受和行为的精细回路。
来自西奈山衣科医学院(Icahn School of Medicine at the Mount Sinai)和詹姆斯·J·彼得斯退伍军人医疗中心(James J. Peters VA Medical Center)的一个研究小组致力于了解这种崩溃究竟是如何发生的,以及是否可以被修复。他们将重点放在了大脑中一个被称为海马体(hippocampus)的特定区域,该区域对记忆和情绪调节至关重要。他们想看看如果暂时移除身体的调节性T细胞会发生什么,并且至关重要的是,一种发现于葡萄等食物中的特定天然植物化合物混合物是否能阻止由此产生的大脑变化。研究揭示了一个复杂的故事:免疫失衡的影响以及治疗的可能性,在很大程度上取决于受试者是雄性还是雌性,这挑战了大脑对免疫信号反应对每个人都完全相同的观点。
为了测试他们的想法,研究人员使用了一组经过基因编程的小鼠,这些小鼠在给予特定的、无害的触发信号后,其调节性T细胞会消失。他们将小鼠分为几组,其中一些组每天摄入一种被称为生物活性膳食多酚制剂(BDPP)的特殊制剂。这种混合物由葡萄籽提取物、康科德葡萄汁(Concord grape juice)和一种被称为白藜芦醇(resveratrol)的化合物组成,这些成分均以其能够平息炎症的能力而闻名。研究人员通过饮用水向小鼠提供这种混合物,持续七周,时间点是在触发维和细胞缺失的两周前开始。随后,他们观察了小鼠的行为,测试它们是否有抑郁、焦虑和动力方面的迹象,例如它们在建造巢穴时投入多少努力。
结果显示,当维和细胞被移除时,小鼠表现出了明显的痛苦迹象。雄性和雌性小鼠都变得更加不活跃,且对建造巢穴的兴趣降低,这表明出现了动力丧失和类似于抑郁的状态。然而,当涉及到焦虑时,故事发生了分歧。失去维和细胞的雄性小鼠变得明显更加焦虑,躲在阴暗角落并避开开阔空间,而雌性小鼠并没有表现出这种焦虑水平的变化。当研究人员给小鼠提供这种基于葡萄的混合物时,它对雄性小鼠起到了保护盾的作用。它成功恢复了它们的动力并减轻了它们的焦虑,使它们的行为恢复正常。然而,在雌性小鼠中,这种混合物并未产生同样明显的改善效果,使它们仍留有由缺失细胞导致的行为缺陷。
通过进一步深入研究这些动物的大脑,研究人员观察了生活在大脑内部的免疫细胞,即小胶质细胞(microglia)。这些细胞充当大脑自身的免疫哨兵,不断扫描潜在的麻烦。在那些失去了外周维和人员的雄性小鼠中,这些大脑哨兵变得肿胀且过度活跃,这是炎症的迹象。研究人员发现,这些细胞内部的一个特定化学开关(它会触发炎症反应)被打开了。这种基于葡萄的混合物成功地关闭了雄性小鼠体内的这个开关,使大脑哨兵恢复平静并减轻了肿胀。在雌性小鼠中,大脑哨兵也显示出压力和肿胀的迹象,但这种基于葡萄的混合物未能使其平静下来。这表明,雄性和雌性大脑内部的生物机制对同一种免疫问题和同一种潜在治疗方案的反应是不同的。
该研究最重要的发现之一是,血脑屏障(通常将大脑与身体其他部分隔离开来的紧密密封层)在整个实验过程中保持完好。研究人员进行了仔细检查,发现没有泄漏或损伤。这意味着行为变化和大脑炎症并非由免疫细胞物理性地突破屏障并侵入大脑所引起。相反,来自身体免疫系统的信号是通过一种更微妙、更受控的通信渠道影响大脑的,这证明了即使屏障从未被打破,大脑也会受到免疫失衡的影响。
研究结论认为,免疫维和细胞的缺失会引发大脑中的连锁反应,导致抑郁样行为和焦虑,但这种连锁反应对每个人来说并不完全相同。在雄性小鼠中,大脑的免疫细胞变得过度活跃并驱动了这些行为变化,而富含特定植物化合物的饮食可以阻止这一过程。在雌性小鼠中,同样的免疫缺失会导致不同的脑部变化,且不易通过同样的植物化合物来修复。这凸显了大脑对免疫压力的反应方式以及可能的治疗方式,都与生物学性别深度相关。这项研究并不提供人类疾病的治愈方法,但它提供了一张清晰的地图,展示了免疫平衡、大脑化学物质和行为是如何相互关联的,表明在理解免疫系统对精神的影响时,“一刀切”的方法并不适用。
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