Как мозг шпионит за кишечником: с помощью вновь обретенных иммунных клеток

Борцы с патогенами организма могут выступать в качестве сил наблюдения, которые передают информацию из кишечника и жировых отложений в мозг.

Иммунные клетки специального агента переносят информацию о кишечной и жировой ткани глубоко в мозг. Эта система наблюдения, обнаруженная у мышей, имеет решающее значение для контроля мозга за поведением, таким как стремление к пище, сообщают сегодня исследователи в Nature1.

Известно, что подобные иммунные клетки заполняют мембраны, покрывающие мозг, но недавно идентифицированные клетки имеют молекулярные черты, которые дают им вход в ядро органа. Их функция формируется диетой и микробиомом; без них даже голодные мыши медленно едят.

"Очень интересно видеть это из органа, который считался полностью изолированным от иммунной системы", - говорит Михал Шварц, нейроиммунолог из Научного института Вейцмана в Реховоте, Израиль, который не участвовал в исследовании.

Соседские часы

Почти каждый орган в организме содержит свои собственные иммунные клетки. Исследователи давно считают, что большинство «адаптивных» иммунных клеток здорового мозга — тех, которые нацелены на конкретные патогены — находятся в мозговых оболочках, трех защитных мембранах, окрущающих мозг.

Предыдущие исследования намекали на то, что адаптивные иммунные клетки, называемые Т-клетками, могут жить внутри самого мозга в стабильных условиях. Но определить, действительно ли эти клетки отличаются от клеток в менипсихологии, было сложной задачей, говорит Томоми Ёсида, нейроиммунолог из Йельского университета в Нью-Хейвене, штат Коннектикут, и соавтор последней работы. "Они на самом деле не сравнивали и не противопоставляли этот элемент", - говорит она.

Чтобы получить более окончательный ответ, Ёсида и ее коллеги потратили пять лет на поиски Т-клеток по всему мозгу мыши. Они обнаружили, что Т-клетки сосредоточены в горячей точке в Bfornical organ, структура в центре мозга, которая регулирует ряд телесных процессов, включая еду и питье. Затем ученые взяли образцы ткани из субфорнического органа человека, где они также нашли Т-клетки.

Как в мозге мыши, так и в мозге человека субфорнические Т-клетки отличались от тех, которые были обнаружены в мозговых мозгах. Они производили больше белков, которые позволяли им просетать в ткани мозга и выделяли больше иммуносигнализующих белков, известных как цитокины в нормальных условиях.

Любопытно, что исследователи обнаружили, что Т-клетки из мозга мыши были очень похожи на клетки в жировых отложениях животных. Чтобы понять это сходство, они дали некоторым мышам диету с высоким содержанием жира. В итоге у этих мышей было больше Т-клеток в жировых и тканях мозга, чем у мышей, которые ели стандартную пищу, что свидетельствует о связи между жировой массой и популяциями Т-клеток мозга. После того, как мыши, сидящие на той же диете, постились в течение 48 часов, количество Т-клеток в их мозге увеличилось, а количество жира снизилось, что говорит о том, что потребление пищи влияет на количество Т-клеток, перемещающихся в мозг.

Связь между киновичником и мозгом

Затем исследователи использовали антибиотики для истощения популяций кишечных микроорганизмов у некоторых мышей. Уровень Т-клеток мозга у этих животных снизился, что может означать, что микробиом влияет на популяции иммунных клеток.

Наконец, исследователи оценили потенциальную роль Т-клеток, проживающих в мозге. Голодным мышам, которые были генетически сконструиризованы с отсутствием Т-клеток, потребовалось больше времени, чтобы найти и потреблять пищу, чем контрольные, что говорит о том, что мозг T Клетки играют роль в поведении кормления.

Необходимо больше работы, чтобы выявить механизмы, которые позволяют Т-клеткам мозга влиять на питание и другие функции, говорит Эмануэла Пасчиуто, нейроиммунолог из Института биотехнологии Влаамса в Антверпене, Бельгия. Для этого потребуется разработка совершенно нового набора инструментов, которые фиксируют больше, чем корреляции, добавляет она. «Это был бы мой эксперимент с желанием».

Ёсида говорит, что команда планирует более подробно распутать роль Т-клеток мозга и выяснить, как они взаимодействуют с другими клетками.