Nature：重磅！免疫系统控制社交

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在一项令人吃惊的对人类行为提出根本性问题的发现中，来自美国弗吉尼亚大学医学院和马萨诸塞大学医学院的研究人员发现免疫系统直接影响---甚至控制---生物的社会行为，比如它们彼此之间想要开展社会互动。因此免疫系统问题可能导致正常的社会互动缺乏吗？答案似乎是“yes”。这一发现可能对自闭症谱系障碍和精神分裂症等神经疾病产生重大的影响。相关研究结果于2016年7月13日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Unexpected role of interferon-γ in regulating neuronal connectivity and social behaviour”。

论文共同通信作者、弗吉尼亚大学医学院神经科学系主席Jonathan Kipnis解释道，“大脑和适应性免疫系统被认为彼此隔绝，而且大脑中任何免疫活性被视为一种病理迹象。如今，我们不仅证实它们密切地相互作用，而且我们 的一些行为特征可能就是我们对病原体作出的免疫反应中进化出来的。这是一种疯狂的想法，但是我们可能正是两种古老的力量---病原体和免疫系统---的多细胞战场。我们个性的一部分可能确实是由免疫系统控制的。”

进化力量在起作用

仅在去年，Kipnis和他的团队发现脑膜血管将大脑与淋巴系统直接连接起来。这颠覆了几十年来的教科书上编写的内容：大脑是“免疫赦免的”，缺乏与免疫系统之间的直接连接。这一发现为以一种全新方法思考大脑和免疫系 统如何互动打开大门。

在此基础上，这项新研究取得的后续发现同样是有启发性的，有助深入认识大脑的工作机制和进化本身。研究人员提出人类与病原体之间的关系可能直接影响着我们的社会行为的产生，从而允许我们参与物种生存所必需的社会互动，同时进化出我们的免疫系统来保护我们免受伴随这些社会互动而来的疾病。当然，这种社会行为有利于病原体，这是因为它允许它们传播。

研究人员证实一种特定的免疫分子---干扰素γ---似乎在社会行为中发挥出至关重要的作用，而且多种生物如果蝇、斑马鱼、小鼠和大鼠，当进行社会互动时，会激活干扰素γ反应。正常情形下，这种分子是由免疫系统为了应对 细菌、病毒或寄生虫感染而产生的。利用基因修饰法阻断小鼠体内的这种分子会使得它们大脑中的某些区域过度活跃，导致它们变得在社会行为中不那么活跃。研究人员指出这种免疫分子“在维持正常的社交功能中发挥着非 常重要的作用”。

论文共同通信作者、Kipnis实验室博士后研究员Anthony J. Filiano博士说，“为了物种生存，一种有机体参与社会行为是非常重要的。它在觅食、有性繁殖、采集和狩猎中起着重要的作用。因此，一种假设就是当有机体集合在一起 时，就更容易传播病原体感染。因此，你需要参与社会互动，但是这样做时，你有更大的几率传播病原体。一种想法就是干扰素γ在进化上以一种更加高效的方式被用来增强社会行为，同时增强抗病原体反应。”

理解这项发现的影响

研究人员注意到不能正常运转的免疫系统可能导致“众多神经疾病和精神疾病中出现的社交困难”。但是对自闭症和其他特定的疾病而言，这真正地意味着什么还需进一步研究。研究人员认为任何一种分子不可能导致疾病，或 者是治愈疾病的关键；相反，原因可能是更加复杂的。但是发现免疫系统---引申开来的话，可能还有病原体---能够控制我们的社会互动在抵抗神经疾病和理解人类行为上为科学家们提供很多有趣的方法。

Kipnis说，“免疫分子实际上确定了大脑如何发挥功能。因此，免疫系统对我们大脑发育和功能的总体影响是什么呢？我认为从哲学角度看待这项研究是非常有趣的，不过它也具有潜在非常重要的临床影响。”


Kipnis和他的团队与弗吉尼亚大学药物学系和来自马萨诸塞大学医学院的Vladimir Litvak博士团队密切合作。Litvak团队开发出一种计算方法来研究免疫信号通路与大脑功能之间在健康和疾病中进行的复杂对话。Litvak说，“利用这种方法，我们能够预测T细胞分泌的一种重要的细胞因子---干扰素γ---在促进大脑社会功能上的作用。我们的发现有助更深入地理解对自闭症和精神分裂症等神经疾病中出现的社交障碍，而且也可能为开发出治疗方法打开新的途径。”

来源：生物谷

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Unexpected role of interferon-γ in regulating neuronal connectivity and social behaviour

Anthony J. Filiano,        Yang Xu,        Nicholas J. Tustison,        Rachel L. Marsh,        Wendy Baker, Igor Smirnov,        Christopher C. Overall,        Sachin P. Gadani,        Stephen D. Turner, Zhiping Weng, Sayeda Najamussahar Peerzade,        Hao Chen,        Kevin S. Lee,        Michael M. Scott,        Mark P. Beenhakker,        Vladimir Litvak        & Jonathan Kipnis

Immune dysfunction is commonly associated with several neurological and mental disorders. Although the mechanisms by which peripheral immunity may influence neuronal function are largely unknown, recent findings implicate meningeal immunity influencing behaviour, such as spatial learning and memory1. Here we show that meningeal immunity is also critical for social behaviour; mice deficient in adaptive immunity exhibit social deficits and hyper-connectivity of fronto-cortical brain regions. Associations between rodent transcriptomes from brain and cellular transcriptomes in response to T-cell-derived cytokines suggest a strong interaction between social behaviour and interferon-γ (IFN-γ)-driven responses. Concordantly, we demonstrate that inhibitory neurons respond to IFN-γ and increase GABAergic (γ-aminobutyric-acid) currents in projection neurons, suggesting that IFN-γ is a molecular link between meningeal immunity and neural circuits recruited for social behaviour. Meta-analysis of the transcriptomes of a range of organisms reveals that rodents, fish, and flies elevate IFN-γ/JAK-STAT-dependent gene signatures in a social context, suggesting that the IFN-γ signalling pathway could mediate a co-evolutionary link between social/aggregation behaviour and an efficient anti-pathogen response. This study implicates adaptive immune dysfunction, in particular IFN-γ, in disorders characterized by social dysfunction and suggests a co-evolutionary link between social behaviour and an anti-pathogen immune response driven by IFN-γ signalling.

http://www.nature.com/nature/jou ... ll/nature18626.html