Специальные иммунные клетки переносят информацию о кишечнике и жировой ткани глубоко в мозг. Эта система контроля, обнаруженная у мышей, имеет важное значение для управления поведением, например, поиском пищи. Работа опубликована в журнале Nature.
Иммунные клетки оказались «шпионами мозга» в кишечнике и жировой ткани
Специальные иммунные клетки переносят информацию о кишечнике и жировой ткани глубоко в мозг. Эта система контроля, обнаруженная у мышей, имеет важное значение для управления поведением, например, поиском пищи.
Область, расположенная глубоко в мозге, является горячей точкой для иммунных Т-клеток.: Du Cane Medical Imaging Ltd/Science Photo Library
Кроме костей черепа мозг защищают три мембраны — твердая, паутинная и мягкая. Это совершенно необходимо для его работы.
Известно, что иммунные Т-клетки населяют оболочки, покрывающие мозг, но недавно были идентифицированы особые клетки, которые способны проникать в глубину мозга. Их функция определяется рационом питания и микробиомом. Без таких клеток даже голодные мыши едят медленно.
Клеточный дозор
Три защитные мембраны мозга
Почти каждый орган тела имеет собственные иммунные клетки. Исследователи долгое время считали, что большинство «адаптивных» иммунных клеток здорового мозга — тех, которые борются с определенными патогенами — находятся в мозговых оболочках — трех защитных мембранах, окружающих мозг.
Предыдущие исследования предположили, что адаптивные иммунные клетки, называемые Т-клетками, могут находиться внутри самого мозга. Однако определить, действительно ли эти клетки отличаются от клеток мозговых оболочек оказалось непросто, говорит соавтор работы Томоми Йошида.
Чтобы получить более точный ответ, Йошида и ее коллеги потратили пять лет на поиск Т-клеток по всему мозгу мыши. Они обнаружили, что Т-клетки сосредоточены в субфорникальном органе — структуре в центре мозга, которая регулирует многие процессы в организме, включая прием пищи и питье. Затем ученые взяли образец ткани из субфорникального органа человека, где также обнаружили Т-клетки.
Субфорникальный орган
И в мозге мыши, и в мозге человека субфорникальные Т-клетки отличались от тех, которые были обнаружены в мозговых оболочках. Они вырабатывали больше иммуносигнальных белков, известных как цитокины.
Исследователи обнаружили, что Т-клетки из мозга мышей были очень похожи на клетки в жировых отложениях животных. Чтобы понять это сходство, ученые дали некоторым мышам пищу с высоким содержанием жиров. У этих мышей в жировой и мозговой тканях увеличилось количество Т-клеток, по сравнению с мышами, которые питались стандартной пищей, что свидетельствует о связи между жировой массой и популяцией Т-клеток в мозге. После того как эти мыши голодали в течение 48 часов, количество Т-клеток в их мозге возросло, а в жировой ткани снизилось, что позволяет предположить, что потребление пищи влияет на количество Т-клеток, перемещающихся в мозг.
Связь кишечника и мозга
Исследователи использовали антибиотики для уменьшения популяции кишечных микроорганизмов у некоторых мышей. У этих животных снизился уровень Т-клеток в мозге. Это может означать, что микробиом влияет на популяции иммунных клеток.
Наконец, исследователи оценили потенциальную роль Т-клеток, находящихся в мозге. Голодным мышам, у которых с помощью генной инженерии удалили Т-клетки, требовалось больше времени на поиск и потребление пищи, чем контрольным мышам, что позволяет предположить, что Т-клетки мозга играют определенную роль в пищевом поведении.
Йошида говорит, что команда планирует более подробно изучить роль Т-клеток, находящихся в мозге, и выяснить, как они взаимодействуют с другими клетками.