东方时讯网哥廷根大学医学中心神经免疫学和多发性硬化研究所的科学家们发现，致病性免疫细胞利用脑膜的内部软层而不是外部硬层来侵入神经系统并引发破坏性炎症。
脑膜与多发性硬化症(MS)的疾病过程密切相关。在这种中枢神经系统的慢性炎症性疾病中，特殊的免疫细胞会错误地攻击患者自身的脑组织。脑膜不仅是自毁细胞进入大脑的门户，也是细胞触发自毁攻击并永久持续的地方。脑膜不同层在这个过程中所起的作用以前还不清楚。
由FrancescaOdoardi教授和AlexanderFlügel教授领导的哥廷根大学医学中心(UMG)神经免疫学和多发性硬化研究所的一组研究人员现在已经能够证明，有一个明确的脑膜在MS疾病过程中的作用分布。出乎意料的是，与大脑相邻的脑膜内层几乎完全参与了对大脑的自身免疫攻击。另一方面，实际上是“免疫友好”的硬脑膜(硬脑膜)实际上被排除在炎症过程之外。结果于2022年6月30日发表在《自然神经科学》杂志的在线版上。
结果的意义和可能治疗MS的前景
“这些研究结果对于我们了解自身免疫过程是如何触发的具有重要意义，”该出版物的资深作者之一弗朗西斯卡·奥多尔迪教授说。她继续说：“不同脑层血管中致病T细胞的行为非常清楚地表明，血管的通透性对于T细胞的附着和迁移并不是决定性的。决定性因素是而是存在合适的粘附分子，T细胞可以通过这些粘附分子附着在血管壁上。”
该研究的结果还为中枢神经系统的屏障功能提供了新的见解。据此，软脑膜的清道夫细胞似乎非常有效地确保脑蛋白或其碎片在局部被吸收和“处理”。它们不会进入硬脑膜，也不会通过淋巴管到达淋巴结。
“因此，脑蛋白的分布严格限于大脑和紧邻的脑膜，至少在健康状态下是这样。软脑膜显然是一种过滤器，可以限制释放的脑蛋白的传输，”Odoardi教授解释说.这使得大脑对免疫系统不太“可见”，因此通常可以更好地防止自身免疫反应。
“在疾病的情况下，软脑膜和邻近的脑组织也主要受到自身免疫性炎症的影响，”该出版物的另一位资深作者Flügel教授补充道。“因此，抑制自身免疫性炎症的治疗工作应特别针对软脑膜和脑组织。另一方面，不应将硬脑膜及其淋巴管视为优先目标。”
由几层组成的脑膜保护大脑免受有害影响。它们为敏感的脑组织提供机械支持，使其能够抵御病原体。脑组织本身被一种专门的血脑屏障密封，实际上与免疫防御系统的细胞隔绝。因此，病原体可以直接在脑组织的边界处被拦截并有效地对抗。
另一方面，免疫细胞可以迁移到脑膜中，但脑膜也可以成为不速之客的门户。危险的、自我毁灭的免疫细胞，例如多发性硬化症中的免疫细胞，可以通过脑膜穿透脑组织，造成严重的无法弥补的损伤。然而，目前尚不清楚致病细胞究竟从何处进入脑膜，以及它们如何在那里引发自毁性炎症性疾病(自身免疫性疾病)多发性硬化症。
哥廷根大学医学中心的科学家们现在已经找到了这些问题的答案：他们发现在多发性硬化症的疾病过程中，许多免疫细胞会穿透软脑膜。外部硬脑膜在炎症过程中几乎没有作用。科学家们发现，这主要是由于软脑膜的两个特殊特性：自毁免疫细胞对软脑膜血管的粘附性比对硬脑膜血管的粘附性更好。因此，细胞更容易从血液中迁移出来并渗透到邻近的脑组织中。此外，引起疾病的免疫细胞只在软脑膜中接收到决定性的信号，这些信号会促使它们对大脑发起自我毁灭性的攻击。
脑膜的免疫特性根本不同
研究结果出乎意料。乍一看，不同脑膜的结构和特性会导致人们期待软脑膜和硬脑膜的相反参与。相对于软脑膜，硬脑膜(dura)可以说是“免疫友好的”：硬脑膜的血管有窗口;它们让细胞和血液中的可溶性成分更容易通过。一种特殊的血管系统，即所谓的淋巴管，也可用作引流管。因此，多余的组织水和废物可以从组织中排出到相邻的淋巴结中。专门的吞噬细胞控制废物并在潜在有害物质排入淋巴结时立即发出警报。淋巴管被免疫细胞用作从组织到达其自然家园的道路，淋巴结。从免疫学的角度来看，硬脑膜因此可以作为大脑免疫过程的一种枢纽。
“因此，免疫细胞应该能够毫无问题地通过有孔的血管迁移。组织水和可溶性成分可以从位于颈部区域的淋巴结中排出并控制在那里。最后，迁移到硬脑膜中的免疫细胞还可以在完成控制循环后通过淋巴管循环回淋巴结，”该研究的第一作者AriannaMerlini博士说。
另一方面，软脑膜的血管被强密封密封，类似于脑组织的血管。由于缺乏淋巴血管系统，与淋巴结的免疫系统没有联系。
引起疾病的T细胞更喜欢软脑膜
为什么所描述的硬脑膜免疫回路在大脑的自身免疫过程中显然不起作用?来自哥廷根的研究小组发现，大脑中的自身免疫性炎症有特殊的规则。这些是由引起疾病的免疫细胞的特性决定的，即所谓的自我反应性T细胞。
“令人惊讶的是，当这些细胞离开血管时，它们不会将自己定向到血管的渗透性。相反，它们会在血管中寻找合适的停靠点，”Odoardi教授说。特殊蛋白质，即所谓的粘附分子，充当T细胞的“护柱”。它们使T细胞能够粘附然后从血管中排出。研究人员发现，这些粘附分子在软脑膜血管中的发现频率明显高于在硬脑膜中。
不过，哥廷根的研究人员发现了另一个原因，即为什么自毁T细胞会避开硬脑膜。通过血管后，组织中的T细胞必须接受局部吞噬细胞的指令才能变得活跃。“这些指令是由清道夫细胞的特殊触角介导的，这些触角向T细胞提供食用和部分消化的蛋白质片段，”弗吕格尔教授说。
这对大脑中的自身免疫意味着什么?自毁T细胞识别来自脑组织的蛋白质片段，位于局部清道夫细胞的触角上。然后它们被激活，即它们进入兴奋状态，分泌促炎信使物质，从而引发自身免疫性炎症。如果缺少这些说明，则T细胞不会被激活，不会吸引更多的免疫细胞，也不会发生炎症反应。
研究人员发现，自我反应性T细胞仅从软脑膜中的吞噬细胞接收这些令人震惊的指令。硬脑膜也有许多清道夫细胞，但这些细胞不能激发自我反应的T细胞。
“因此，很明显，硬脑膜的吞噬细胞无法接触到脑组织的蛋白质，”Odoardi教授总结道。研究人员能够通过实验证明这一点：如果人工将这些蛋白质提供给脑膜的吞噬细胞，它们可以激活T细胞，然后在脑膜中产生强烈的炎症。