过去的神经科学研究一致表明，哺乳动物神经系统的衰老与脑深部组织中发现的白质(神经纤维)的体积和功能下降有关。虽然现在这是一个公认的发现，但对白质下降和相关病理的机制知之甚少。
慕尼黑路德维希马克西米利安大学 (LMU)、慕尼黑工业大学、德国神经退行性疾病中心、慕尼黑系统神经病学集群和维尔茨堡大学医院的研究人员最近开展了一项研究，旨在更好地了解可能导致白质恶化。他们的研究结果发表在《自然神经科学》上，表明适应性免疫反应可以促进衰老白质中细胞的损失。
“大脑衰老的标志之一是白质体积和功能的下降，这会导致神经系统疾病的增加，”进行这项研究的两名研究人员 Mikael Simons 和 Özgün Gökce 告诉 Medical Xpress。“白质包含神经纤维(轴突)，它们是神经细胞(神经元)的延伸。这些神经纤维中的许多都被一种称为髓鞘的鞘或覆盖物包围，这使我们的神经元能够快速交流，并赋予白质以颜色。”
Simons、Gökce 和他们的同事最近工作的主要目标是更好地了解导致哺乳动物大脑白质随着年龄增长而下降的原因，从而确定脑细胞对衰老的特定反应。在他们之前发表在《神经元》杂志上的一项工作中，研究人员发现衰老与大脑白质改变之间存在关联，这促使小胶质细胞(即大脑中的常驻免疫细胞)更具反应性。
“在我们之前的工作中，我们发现小胶质细胞有助于清除年龄引起的髓鞘损伤，”Simons 和 Gökce。“我们跟进了这项工作，并试图了解这些变化是如何发生的，并专注于少突胶质细胞(中枢神经系统的髓鞘细胞)的作用，因为它们是衰老过程中丢失的细胞。”
为了揭示衰老大脑中白质下降的机制，研究人员在小鼠身上进行了一系列实验。更具体地说，他们结合了小鼠遗传学、单细胞基因组学和形态学分析来研究小鼠大脑随着年龄的增长发生了什么。
他们的实验导致了一个意想不到的发现，即适应性免疫反应驱动了衰老白质中干扰素反应性小胶质细胞和少突胶质细胞。这意味着在哺乳动物中，身体对抗疾病的一些自然反应可能会导致重要脑细胞的损失和白质的减少。
分析了 scRNA-seq 的细胞类型组成，并将少突胶质细胞分为四个不同的亚群。两个以前未知的少突胶质细胞簇出现在老年小鼠中，它们富含白质。一个与损伤反应有关。因为这个簇在老化的白质中高度富集，所以它被命名为老化相关的少突胶质细胞(图1b-c，e)。此外，较小的干扰素反应性少突胶质细胞亚群 (IRO) 的特征在于通常与干扰素反应相关的基因的表达。信用：卡亚等人。
“在我们的研究中，我们发现适应性免疫反应是衰老大脑细胞损失的原因之一。这表明，如果我们阻止有害的适应性免疫反应，我们可能会延缓大脑衰老，”Simons 和 Gökce 说。
通过分析他们在实验中收集的数据，Simons、Gökce 和他们的同事能够确定两种与衰老相关的少突胶质细胞状态。在他们的论文中，他们将这些状态称为“年龄相关”和“干扰素反应性”少突胶质细胞。
“我们惊讶地发现少突胶质细胞对白质衰老的反应如此广泛，”西蒙斯和格克切说。“我们还观察到 CD8 T 细胞驱动干扰素反应性少突胶质细胞的形成。我们的研究结果表明，适应性免疫系统是白质衰老的重要调节剂。”
缺乏功能性淋巴细胞的 24 个月大的野生型和 Rag1-/- 小鼠的白质中 CC1+ 少突胶质细胞密度(红色)的免疫荧光染色和定量。与野生型小鼠相比，他们检测到 24 个月大的 Rag1-/ 白质中的少突胶质细胞密度更高，表明衰老速度较慢。这些结果在缺乏功能性 CD8 T 细胞的老年 CD8-/- 小鼠身上得到了复制。信用：卡亚等人。
这组研究人员收集的结果可以提高目前对衰老大脑的理解，特别是对支撑白质下降的机制的理解。将来，它们可以帮助更多地了解某些神经系统疾病的原因，从而有可能促进更有效的治疗策略的发展。