斯坦福大学科学家发现，免疫细胞大量涌入衰老的大脑

据美国斯坦福大学(Stanford University)2026年8月14日报道(Stanford University. "Immune cells flood into the aging brain, Stanford scientists discover." ScienceDaily, 14 August 2026. www.sciencedaily.com/releases/2026/08/260814011033.htm)，科学家们发现，衰老的人类大脑与身体其他部位的隔离程度可能比以前认为的要低得多。斯坦福大学的研究人员发现，血液中的大量免疫细胞早在中年就开始进入大脑，在那里它们可以转化为小胶质细胞，即大脑的专门免疫细胞。这一发现推翻了一个长期以来的假设，即这些细胞在一生中基本上与身体的免疫系统是分开的。

这项新研究表明，起源于骨髓的细胞可以进入大脑并发挥小胶质细胞的作用，颠覆了关于这些免疫细胞在大脑中起源的现有教条。

几十年来，科学家们普遍认为大脑的免疫系统在很大程度上与全身其他部位的免疫防御系统是分开的。大脑有自己的特殊免疫细胞，以及血脑屏障，它限制了许多物质和细胞进入脑组织。

斯坦福大学的新研究正在挑战这一局面。科学家发现，随着人们年龄的增长，大量来自身体其他部位的免疫细胞进入人脑。这一发现可能重塑科学家对大脑衰老的理解，并可能最终为治疗神经系统疾病创造新的可能性。这项研究得到了吴蔡神经科学研究所奈特脑弹性倡议(Knight Initiative for Brain Resilience at the Wu Tsai Neurosciences Institute)的部分支持，相关研究结果已经在《自然》杂志发表——Julia A. Belk, Yaowen Zhang, Emily E. Reilly, Quanming Shi, Daniel Dan Liu, Nicole Womack-Gambrel, Maarten van der Linde, Lisa Ma, Debasmita Paul, Alejandro Medina Enciso, Raja Kalluru, Jacob Weiss, Rui Li, Anna E. Eastman, Chunfang Zhu, Arnav Chakravarthy, Syed Bukhari, Dipabarna Bhattacharya, Suyash Raj, Daniel Richard, Simone Brioschi, Matthew R. Chrostek, Daniel C. Nachun, Christopher M. Arends, Jayakrishnan Gopakumar, Isak W. Tengesdal, Ademar Bynum, Shaneice Mitchell, Katalin Sandor, Wenxi Zhang, Badri N. Vardarajan, Inma Cobos, Donald E. Born, Robert B. West, Anne Brunet, Marco Colonna, Krishna L. Bharani, Hannes Vogel, Thomas J. Montine, Caitlin S. Latimer, Irving L. Weissman, Magdalena Matusiak, Jody E. Hooper, C. Dirk Keene, Howard Y. Chang, Siddhartha Jaiswal. Somatic mutations reveal the ontogeny of microglia in human aging. Nature, 2026; DOI: 10.1038/s41586-026-10939-0. http://dx.doi.org/10.1038/s41586-026-10939-0

“我们通常认为大脑是一个封闭的系统，”斯坦福医学院病理学博士后、这项新研究的第一作者Julia Belk说。“我们发现，在衰老过程中，实际上有很多免疫细胞进入人脑。”

大脑研究的意外之路

Belk对神经科学的兴趣始于她还是斯坦福大学人文与科学学院计算机科学系(Department of Computer Science at Stanford Humanities and Sciences)的研究生时。在此期间，她还通过Sarafan ChEM-H的化学/生物学接口博士后培训计划(Sarafan ChEM-H's Chemistry/Biology Interface Predoctoral Training Program)进行了培训。她将这段经历描述为塑造一种结合基础科学、计算机科学和医学的跨学科方法的重要因素。

那次培训最终促成了与这项新研究的资深作者、斯坦福医学院病理学副教授、干细胞生物学和再生医学研究所(Institute for Stem Cell Biology and Regenerative Medicine)成员Siddhartha Jaiswal的合作。

在早期的研究中，研究人员检查了数千人的遗传信息，其中包括一些被追踪了几十年的人。该团队表明，携带由突变的造血干细胞产生的某些免疫细胞克隆的人患阿尔茨海默氏症的可能性要小得多。这一结果增加了这些不寻常的免疫细胞可能以某种方式与大脑相互作用的可能性。

研究人员后来发现了一些突变细胞可以进入大脑本身的证据。所涉及的突变与不确定潜力的克隆造血有关，这是一种仅在少数人中发现的疾病。即便如此，这一发现还是让研究小组提出了一个更广泛的问题：随着年龄的增长，血液中的免疫细胞是否会定期进入人们的大脑？

Jaiswal说：“与大多数由骨髓造血干细胞持续补充的免疫细胞不同，大脑中的免疫细胞被认为在整个生命周期内都会自我更新，而不需要大脑外部的贡献。我们的第一项研究表明，情况可能并非总是如此。”

挑战小胶质细胞的长期观点

多年来，许多研究人员认为，大脑的特殊免疫细胞，即小胶质细胞，在出生时就已经建立，并在一生中保持自我维持的状态。在这种模型下，来自身体其他部位的免疫细胞预计不会迁移到大脑中并成为这一群体的一部分。

贝尔克(Belk)和她的同事们开始考虑另一种可能性。如果外部免疫细胞可以进入某些人的大脑，也许这个过程并不罕见。相反，这可能是人类衰老的一个常规特征。

基于血液的免疫细胞可能在阿尔茨海默氏症中发挥作用的想法既不寻常又有争议。2022年，Jaiswal及其同事向奈特脑弹性倡议寻求支持，该倡议资助了旨在重新思考科学家如何研究脑弹性和神经退行性疾病的研究。

在奈特倡议创新奖（Knight Initiative Innovation Award）的部分支持下，Belk，Jaiswal和共同通讯作者Howard Chang，癌症研究D·K·路德维希(D. K. Ludwig)教授，也是斯坦福医学院(Stanford Medicine)遗传学教授一起，开始调查为什么外周免疫细胞似乎能增强对阿尔茨海默氏症的抵抗力。然而，在解决这个问题之前，他们首先需要确定血液中的免疫细胞是否真的能补充大脑中的小胶质细胞。

追踪从血液到大脑的免疫细胞

为了进行调查，研究人员研究了人脑组织。他们使用了斯坦福医学院病理学教授Jody Hooper领导的斯坦福快速尸检中心的样本，以及华盛顿大学阿尔茨海默病测序项目的样本。

这些程序从患有和不患有阿尔茨海默氏症的人身上收集血液和尸检脑组织。这种组合为研究小组提供了一个不寻常的机会，可以直接比较血液中发现的免疫细胞与死亡后脑组织中存在的免疫细胞。

挑战在于确定大脑内免疫细胞的确切来源。由于免疫细胞不断分裂，科学家们需要追踪它们的细胞家谱。他们的目标是区分自出生以来就存在的原始小胶质细胞群的细胞和后来骨髓中造血干细胞的细胞。

研究人员发现了一种方法，通过比较血液中免疫细胞的DNA和大脑中免疫细胞中的DNA来实现这一点。他们使用共享突变作为祖先的生物标记，有点像消费者祖先检测服务。

随着人们年龄的增长，随机突变逐渐在血液干细胞中积累。这些干细胞产生的免疫细胞继承了相同的突变。因此，如果两组免疫细胞携带匹配的突变，它们很可能具有相同的起源。

她说：“如果我们在血液和大脑的小胶质细胞中看到相同的突变，那么我们可以非常确信大脑中的免疫细胞是血液中这些免疫细胞的后代。”

Belk和她的同事们使用2023年研究期间开发的方法和技术，比较了配对血液和大脑样本中的免疫细胞、基因特征匹配。结果显示，来自身体的免疫细胞早在中年就进入了大脑。

进一步的实验揭示了另一个惊人的发展。一旦外周免疫细胞进入大脑，它们就会转化为专门的小胶质细胞。研究人员指出，这一过程似乎没有发生在其他物种中，如小鼠或非人类灵长类动物。

脑免疫治疗的可能新途径

除了挑战关于大脑免疫的既定观点外，这一发现最终可能为开发针对大脑的治疗方法提供一种新策略。

“现在我们知道这些免疫细胞实际上可以进入大脑，我们可以考虑各种新的工程策略，让这些外周免疫细胞做有用的事情。”

一种可能是改造免疫细胞，使其能够靶向并分解与神经退行性疾病相关的淀粉样蛋白和tau聚集物。在这些破坏性聚集物开始积聚之前，这些细胞最终可能会被预防性地给予人们。

这一发现还可以拓宽对血液干细胞的健康和历史如何影响大脑的研究。因为老年人的许多小胶质细胞似乎起源于血液干细胞，任何改变血液或骨髓中细胞的事情都可能影响大脑。

“我们的研究结果表明，血液干细胞的生命史可能通过改变小胶质细胞来影响脑部疾病的风险，”Jaiswal说。

对于Belk来说，这些结果也很值得注意，因为它们揭示了大脑衰老的一个方面，这似乎是人类特有的。

“我认为这很令人兴奋，因为这也是人类衰老的一个独特特征，我们之前对此一无所知。”

上述介绍仅供参考。欲了解更多信息敬请注意浏览原文或相关报道。

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