大腦

科學家找到降低腦部發炎反應關鍵!腸道細菌發號司令,有助阻止疾病發生

【專家觀點】
科學家找到降低腦部發炎反應關鍵!腸道細菌發號司令,有助阻止疾病發生 僅為情境配圖,取自shutterstock。

2021年1月16日美國麻州布萊根婦女醫院神經疾病中心金塔納醫生(Francisco Quintana)發表了一篇研究論文在自然(Nature)期刊,內容主要是說明,有一群特定的星狀膠細胞(Astrocytes)在腦內,可以起到保護性抗發炎的作用,而且這樣的作用是受到腸道中細菌訊號的調節,這項發現又為腦-腸軸線提供了另一項有利的證據。

在人類的腦袋中,並非只有所謂的神經細胞,其實尚有一半以上的空間是由神經膠細胞(glial cells)所佔據,如果沒有這些膠細胞,腦中的神經細胞是沒有辦法正常工作的,由此可知它們的重要性。早期人類對於這些非主角的膠細胞了解甚少,但近年來,愈來愈多的證據顯示,它們和許多人類的退化性神經疾病有關,因此研究的人也愈來愈多,而這位金塔納醫生就是專門研究腦中膠細胞的專家,長期以來已經發表多篇文章在這個領域,享有盛名。

神經膠細胞在人類的努力研究之後,發現它們可以分成幾種不同的類型,像是星狀膠細胞、微膠細胞(Microglia)、單突起膠細胞(Oligodendroglia)、衛星細胞(Satellite Cells)以及許旺氏細胞(Schwann Cells)等等。這些膠細胞主要的功能是提供神經細胞後勤幫忙的工作,例如支撐作用、絕緣作用、屏障作用、營養性作用以及修復和再生作用等等,相當的多元。金塔納醫生前幾年對微膠細胞著墨很多,而我們今天所引用他的這篇文章,則是在集中探討星狀膠細胞。

近幾年來,許多實驗室已經確定了星狀膠細胞在神經系統疾病的發生過程中,扮演著重要的角色,但這篇文章卻有了相反的發現,星狀膠細胞中的一小部分不同類型的細胞,是可以預防性降低大腦的發炎症狀,阻止疾病的發生,之前科學家從未注意到這種狀況,主要是因為大家都認為,所有的星狀膠細胞全部都一模一樣,沒有差別,也說是只有單一種的細胞類型,但是現在科學進步了,可以分辨出星狀膠細胞其實尚有不同的類型。

這次金塔納醫生發現,有一群特別的星狀膠細胞居住在靠近腦膜附近,並可以製造出兩種蛋白質:【溶酶體相關膜蛋白1】 (LAMP1) 和【腫瘤壞死因子相關凋亡誘導配體】(TRAIL),而腸道細菌則是利用干擾素-γ來控制TRAIL蛋白質的產量多寡,進而誘導造成發炎症狀的T細胞自然死亡(Apoptosis),最後,達到降低腦部發炎反應的發生。

瞭解腸道細菌如何驅動星狀膠細胞的抗發炎機制後,科學家就可以試著找出治療因為神經發炎反應所造成的疾病(如多發性硬化症)的方法。例如,搜尋出可以調節星狀膠細胞抗發炎活性的腸道細菌,大家可以拭目以待。

•  期刊參考:Sanmarco et al. Gut-licensed IFNγ NK cells drive LAMP1 TRAIL anti-inflammatory astrocytes. (2021) Nature .

(本文作者為陽明大學醫學院藥理學研究所兼任教授)

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