过敏反应中的瘙痒、红肿和肿胀是由肥大细胞引起的——这些免疫系统的警觉第一响应者会因感知到威胁而释放充满组胺的颗粒。如今，圣路易斯华盛顿大学医学院的研究人员发现，这些给数百万过敏患者带来痛苦的细胞，竟能帮助保护大脑免受细菌和病毒感染。在小鼠实验中，他们发现所谓的肥大细胞驻守在大脑排出液体废物的微小通道口，当检测到病原体时会启动响应机制关闭通道，防止入侵者进入大脑。
这项发表于《细胞》期刊的发现可能对预防或治疗脑部感染具有重要意义。"这些发现开辟了一条全新途径，可开发保护大脑免受感染的干预措施，"资深作者、华盛顿大学医学院病理学与免疫学系教授Jonathan Kipnis博士解释道，"现在我们知道了肥大细胞如何保护大脑，因此可以在感染威胁时探索增强其功能。"
这类感染性疾病包括细菌性脑膜炎——一种可能危及生命的感染，影响颅骨下方包裹大脑的脑膜组织层。这些组织层中的微小通道创造了将液体废物从大脑输送到淋巴管的通路，免疫细胞在此监测液体中的危险或感染迹象。但这样的开口也可能为细菌渗透提供机会。
Kipnis实验室先前发现，小鼠硬脑膜（颅骨下方包裹大脑的外层组织）中存在淋巴管，脑液通过微小通道流入其中。为更好理解这种液体流动的调控机制，Kipnis实验室与华盛顿大学医学院医学助理教授Felipe Almeida de Pinho Ribeiro博士合作。
他们与Kipnis实验室的免疫学研究生Tornike Mamuladze医学博士共同发现，感染无乳链球菌或肺炎链球菌（引起脑膜炎的球形细菌）的小鼠，其脑液通过通道的流量较健康小鼠减少。他们发现细菌在包裹小鼠大脑的组织中存在时，会激活肥大细胞释放含组胺的颗粒，导致穿过微小通道的静脉扩张或变宽。
通过扩张到脑液通常通过的空间，扩大的静脉形成了临时封闭，也阻止了细菌进入和感染大脑。研究还发现激活的肥大细胞会启动快速免疫响应，招募称为中性粒细胞的细菌吞噬免疫细胞来摧毁受感染组织中的病原体。
研究人员发现，当研究中的小鼠缺乏肥大细胞时，更多细菌通过微小通道进入大脑；而在感染前增强肥大细胞活性则减少了细菌负荷。为验证病毒病原体是否同样被肥大细胞阻断，团队与华盛顿大学医学院医学教授Michael S. Diamond博士合作，后者以其对寨卡病毒、西尼罗河病毒、基孔肯雅病毒及相关新兴病毒如何与人体防御系统相互作用和逃避的研究而享誉国际。
研究人员还发现，与具有肥大细胞的感染小鼠相比，缺乏肥大细胞的感染小鼠大脑中检测到更多西尼罗河病毒（通过受感染蚊子叮咬传播）。"我们认为增强肥大细胞功能可能有助于保护大脑免受细菌和病毒感染，"Kipnis说。"但肥大细胞激活是一把双刃剑。长期激活这些细胞会阻断液体流动，并可能导致如β淀粉样蛋白等废物在大脑中积聚。"
在未来的研究工作中，团队旨在了解肥大细胞的慢性激活是否会对阿尔茨海默病（以β淀粉样蛋白积聚为特征）产生负面影响。"肥大细胞在大脑中扮演重要角色，"该研究第一作者Mamuladze表示，"了解如何靶向它们在脑部通道的功能，在阻止病原体进入的同时允许废物排出，对优化大脑健康至关重要。"
参考文献：
Tornike Mamuladze et al, Mast cells regulate the brain-dura interface and CSF dynamics, Cell (2025). DOI: 10.1016/j.cell.2025.06.046.
