«Мозг и адаптивная иммунная система, как думали, были изолированы друг от друга, и любая свободная деятельность в мозгу была воспринята как симптом патологии. И теперь, мало того, что мы показываем, что они тесно взаимодействуют, но некоторые наши черты поведения, возможно, развились из-за нашей иммунной реакции на болезнетворные микроорганизмы», объяснил Джонатан Кипнис, доктор философии, председатель Отдела UVA Нейробиологии. «Это сумасшедшее, но возможно мы – просто многоклеточные поля битвы для двух древних сил: болезнетворные микроорганизмы и иммунная система.
Часть нашей индивидуальности может на самом деле продиктовать иммунная система».Эволюционные силы на работеЭто было только в прошлом году, что Кипнис, директор Центра UVA Мозговой Иммунологии и Глии и его команды обнаружил, что meningeal суда непосредственно связывают мозг с лимфатической системой. Это опрокинуло десятилетия учебника, уча, что мозг был «неуязвим данный привилегию», испытывая недостаток в прямой связи с иммунной системой.
Открытие открыло дверь для совершенно новых способов мышления о том, как мозг и иммунная система взаимодействуют.Последующее открытие одинаково осветительное, проливая свет и на работы мозга и на самой эволюции. Отношения между людьми и болезнетворными микроорганизмами, исследователи предлагают, возможно, непосредственно затронули развитие нашего социального поведения, позволив нам участвовать в социальных взаимодействиях, необходимых для выживания разновидностей, развивая пути к нашим иммунным системам, чтобы защитить нас от болезней, которые сопровождают те взаимодействия.
Социальное поведение, конечно, в интересах болезнетворных микроорганизмов, поскольку оно позволяет им распространяться.Исследователи UVA показали, что определенная свободная молекула, интерфероновая гамма, кажется, очень важна для социального поведения и что множество существ, таких как мухи, данио-рерио, мыши и крысы, активирует интерфероновые гамма ответы, когда они социальные. Обычно, эта молекула произведена иммунной системой в ответ на бактерии, вирусы или паразитов. Блокирование молекулы у мышей, используя генетическую модификацию сделало области мозга гиперактивными, заставив мышей стать менее социальным.
Восстановление молекулы восстановило мозговую возможность соединения и поведение к нормальному. В газете, обрисовывающей в общих чертах их результаты, исследователи отмечают, что свободная молекула играет «глубокую роль в поддержании надлежащей социальной функции».«Чрезвычайно очень важно для организма быть социальным для выживания разновидностей. Это важно для поиска пищи, полового размножения, сбора, охоты», сказал Энтони Дж.
Филиано, доктор философии, постдокторант Хартуэлла в лаборатории Kipnis и ведущий автор исследования. «Таким образом, гипотеза – то, что, когда организмы объединяются, у Вас есть более высокая склонность распространить инфекцию. Таким образом, Вы должны быть социальными, но [при этом] у Вас есть более высокий шанс распространяющихся болезнетворных микроорганизмов. Идея состоит в том, что интерфероновая гамма, в эволюции, использовалась в качестве более эффективного пути к обоим социальному поведению повышения, повышая антипатогенный ответ».Понимание последствий
Исследователи отмечают, что работающая со сбоями иммунная система может быть ответственна за «социальные дефициты при многочисленных неврологических и психических расстройствах». Но точно то, что это могло бы означать для аутизма и других особых условий, требует дальнейшего расследования. Маловероятно, что любая молекула будет ответственна за болезнь или ключ к лечению, исследователи верят; вместо этого, причины, вероятно, будут намного более сложными. Но открытие, что иммунная система – и возможно микробы, следовательно – могут управлять нашими взаимодействиями, поднимает много захватывающих путей для ученых, чтобы исследовать, и с точки зрения борьбы с неврологическими расстройствами и с точки зрения понимания поведения человека.
«Свободные молекулы на самом деле определяют, как мозг функционирует. Так, каково полное воздействие иммунной системы на нашем мозговом развитии и функции?» Кипнис сказал. «Я думаю, что философские аспекты этой работы очень интересны, но она также имеет потенциально очень важные клинические последствия».Изданные результаты
Kipnis и его команда работали в тесном сотрудничестве с Отделом UVA Фармакологии и группой Владимира Литвака, доктора философии, в Медицинской школе Массачусетского университета. Команда Литвэка развивала вычислительный подход, чтобы исследовать сложный диалог между свободной передачей сигналов и функцией мозга в здоровье и болезни. «Используя этот подход мы предсказали роль для интерфероновой гаммы, важный цитокин, спрятавший лимфоцитами T, в продвижении социальных функций мозга», сказал Литвэк. «Наши результаты способствуют более глубокому пониманию социальной дисфункции при неврологических расстройствах, таких как аутизм и шизофрения, и могут открыть новые пути для терапевтических подходов».Результаты были изданы онлайн в журнале Nature. Статья была написана Filiano, Ян Сюем, Николасом Дж.
Тастисоном, Рэйчел Л. Марш, Венди Бейкер, Игорем Смирновым, Кристофером К. В целом, Сачин П. Гадани, Стивен Д. Тернер, Чжипин Вэн, Sayeda Najamussahar Peerzade, Хао Чэнь, Кевин С. Ли, Майкл М. Скотт, Марк П. Беенхаккер, Litvak и Kipnis.Эта работа была поддержана Национальными Институтами Здоровья (гранты № AG034113, NS081026 и T32-AI007496) и Фонд Хартуэлла.