十二月小新聞主題 — 神經免疫交互作用在生理功能與疾病的角色

大腦在血腦屏障（Blood-brain barrier; BBB）的保護下，可以選擇性阻止特定物質的入侵。當 BBB 受破壞時，將導致周邊物質，包含血液中的細胞、大分子或有害物質的入侵，這對腦中的細胞將產生不利影響，而 BBB 的破損也是一些神經疾病的重要標誌，因此維持 BBB 的結構完整性對中樞神經系統（central nervous system; CNS）的環境恆定上扮演著重要的角色。

雖然大腦擁有血腦屏障的屏蔽，但近幾年影像技術與單細胞 RNA 定序（single-cell RNA sequencing）成為神經免疫學研究的利器，新的研究證據不僅打破了大腦是免疫豁免（immune privilege）[註1] 器官的傳統認知，更在這些技術的高解析度優勢下，神經免疫學家找出參與在神經-免疫交互作用中的細胞身份與分布特性。例如，來自腦膜 [1] 與骨髓免疫區 [2] 的免疫細胞，可對中樞神經系統進行監視，此外，免疫細胞也可和中樞神經系統的免疫細胞—微膠細胞（microglia）產生交互作用。

初始的 CNS 實質組織（naive CNS parenchyma）在 BBB 完整的情況下，除了微膠細胞之外，並不會直接接觸到免疫細胞。然而，在 CNS 的邊界，包含腦膜（meninges）、充滿腦脊髓液的蛛網膜下腔，以及與 CNS 相鄰的骨髓中擁有許多免疫細胞，包含參與先天免疫反應的嗜中性白血球（neutrophil、單核球（monocyte）、巨噬細胞（macrophage），以及執行後天免疫的 B 細胞與 T 細胞，可對 CNS 進行免疫監視。一旦 CNS 發生損傷、BBB 的完整性受破壞時，源自 CNS 的危險訊號將跟隨腦脊髓液的循環，從 CNS 引流至周邊，因此 CNS 的求救訊號可被周邊的免疫細胞接收，這些接收到危險訊號的免疫細胞將在不同時間點，陸續被召集進入損傷的 CNS；同時，腦中的微細胞基因轉錄的改變而活化，藉此與其他免疫細胞共同進行 CNS 的免疫調控（圖一）[3]。這代表了中樞和免疫系統之間存在密切的交流，而這種交流可透過不同的方式進行有效調節，瞭解其中的交互作用將有望為神經免疫相關疾病的治療帶來新突破。

針對神經免疫學這個主題，我們將分成兩個部分探討。第一部分會針對參與在神經免疫交互作用的構造、系統或細胞，包含血腦屏障、腦膜淋巴系統、顱骨骨髓的免疫細胞以及微膠細胞；第二部分則會分享神經免疫學涉及的相關疾病模式研究，囊括神經退化、腦血管、發炎及中樞自體免疫疾病，希望透過本月的主題，讓大家了解神經免疫學領域於近年的重要發現與臨床應用。

[註1]免疫豁免意指某些區因解剖構造或免疫屏障的存在，使免疫細胞無法接觸到的位置。

參考文獻：

[1]Alves de Lima, K., Rustenhoven, J., & Kipnis, J. (2020). Meningeal Immunity and Its Function in Maintenance of the Central Nervous System in Health and Disease. Annual review of immunology, 38, 597–620.

[2]Cugurra, A., Mamuladze, T., Rustenhoven, J., Dykstra, T., Beroshvili, G., Greenberg, Z. J., Baker, W., Papadopoulos, Z., Drieu, A., Blackburn, S., Kanamori, M., Brioschi, S., Herz, J., Schuettpelz, L. G., Colonna, M., Smirnov, I., & Kipnis, J. (2021). Skull and vertebral bone marrow are myeloid cell reservoirs for the meninges and CNS parenchyma. Science (New York, N.Y.), 373(6553), eabf7844.

[3]Salvador, A. F. M., & Kipnis, J. (2022). Immune response after central nervous system injury. Seminars in immunology, 101629. 

撰文｜劉姿婷
審稿｜陳恩浩