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腦-脾神經環路控制抗體免疫應答的新機制
2020年4月29日，《自然》雜志在線發表了清華大學醫學院、免疫學研究所祁海課題組、上海科技大學胡霽課題組、清華大學麥戈文腦科學研究所鐘毅課題組的合作論文，題目是“受行為影響的腦活動調控體液免疫應答”（Brain control of humoral immune responses amenable to behavioural modulation）。通過小鼠模型，該研究發現了一條從大腦杏仁核和室旁核CRH神經元到脾內的神經通路——這條通路促進疫苗接種引起的抗體免疫應答，并可通過響應軀體行為刺激對免疫應答進行不同調控。據作者介紹，這是迄今發現的第一條解剖學明確、由神經信號傳遞而非內分泌激素介導的、中樞神經對適應性免疫應答進行調控的通路，它的發現為神經免疫學研究拓展出了一個新方向。
“勤動”與增強免疫的中樞神經核團與環路
首先，研究者開發了一種新型去除小鼠脾神經的手術，發現這種小鼠在疫苗接種后所能產生的漿細胞（抗體分泌細胞）數量有明顯缺陷，暗示了脾神經沖動信號對B細胞應答有促進作用。通過藥理學、遺傳學實驗，他們繼而發現B細胞表達乙酰膽堿9受體對脾神經的這個促進作用不可或缺。通過體內細胞剔除實驗，研究者發現在腎上腺素能的脾神經和需要感知乙酰膽堿的B細胞之間，最可能起到了“換元”作用的，是新近發現的可感受去甲腎上腺素而分泌乙酰膽堿的T細胞。
進一步，作者通過偽狂犬病毒逆行追蹤，發現脾神經與室旁核（PVN）、中央杏仁核（CeA）有連接。這兩個區域的功能與應激、恐懼反應緊密相關，而兩處共有的一類神經元是表達CRH（促腎上腺皮質激素釋放激素）的神經元。CRH神經元是掌控垂體-腎上腺軸的上游神經元，其激活可導致腎上腺大量釋放糖皮質激素，調整機體應激，抑制免疫系統活動。這個已知抑制免疫的內分泌功能，不能解釋作者看到的免疫增強的現象。但會不會CRH神經元還可以直接操控脾神經，通過神經通路傳導免疫增強的信號來促進漿細胞的產生呢？
為檢驗這一假說，研究者通過光遺傳學實驗，發現刺激CeA/PVN的CRH神經元后幾秒鐘之內就會記錄到脾神經的電信號明顯加強，證明CeA/PVN與脾間的確有通路連接（圖1）。進而，作者通過CRH神經元剔除、DREADD化學遺傳學抑制及激活的方法，證明 CeA/PVN CRH神經元活性對應調控了脾內B細胞應答產生漿細胞的過程。
圖1 光遺傳學實驗證明CeA/PVN CRH 神經元與脾神經的連接
自主神經活動可以受外界環境及行為的影響。那么，有沒有行為可以刺激這條腦-脾神經軸從而增強免疫應答呢？作者通過監測小鼠在不同行為范式下 CeA/PVN 的 CRH 神經元活動發現，一個他們新開發的“孤立高臺站立”（elevated platform standing，如圖2和視頻）行為可以同時激活這兩個核團的CRH神經元。
自主神經活動可以受外界環境及行為的影響。那么，有沒有行為可以刺激這條腦-脾神經軸從而增強免疫應答呢？作者通過監測小鼠在不同行為范式下 CeA/PVN 的 CRH 神經元活動發現，一個他們新開發的“孤立高臺站立”（elevated platform standing，如圖2）行為可以同時激活這兩個核團的CRH神經元。
圖2 孤立高臺站立模式圖
更重要的是，抗原接種后第二周里，每天經歷這個行為范式兩次，小鼠抗原特異的抗體就可以增加約70%。這種行為增強抗體應答的效果，依賴于CRH神經元、依賴于脾神經、并且需要B細胞表達的乙酰膽堿受體。雖然高臺站立可以看作是一種應激范式，但并非所有導致應激狀態的行為都能增強免疫。作者測試了神經生物學研究中常用的捆綁模型，發現這一范式更強烈而持久激活PVN的CRH神經元，但抑制 CeA 的 CRH 神經元，致使機體持續產生高水平的糖皮質激素，對免疫應答產生了抑制作用。
至此，研究者在這項研究里鑒定、證明了一條對適應性免疫具有增強功能的腦-脾神經軸，揭示了CRH神經元的雙重免疫調節功能——經典已知的垂體-腎上腺神經內分泌免疫抑制作用和新發現的經神經環路直接作用于脾的免疫增強作用。
神經免疫學方興未艾，目前的主要方向包括：以CNS和外周神經為靶器官，研究組織固有的小膠質細胞和招募而至的免疫細胞在系統穩態與病變中的作用；研究中樞及外周神經與淋巴器官和屏障組織（腸上皮等）里固有免疫細胞（巨噬細胞、ILC等）的信號交互與功能互調等。剛剛發表的這一新工作，使研究者認識到淋巴細胞介導的適應性免疫應答也可以受到中樞-外周神經環路的直接調控，以及通過軀體行為正向調節免疫應答的一個生物學基礎。
針對最后一點，祁海特別指出，鍛煉身體（軀體運動）可以增強“免疫力”，這個幾乎所有人或多或少都接受的常識性結論，其背后的科學依據其實遠不清楚。他認為，他們發現的腦-脾軸可能為此提供了一個環路方面的解釋。我們適度鍛煉，可能如同小鼠的EPS，恰到好處地刺激了CeA和PVN的CRH神經元，增進了漿細胞和抗感染抗體的生成。相反，頻繁馬拉松跑后人們易于感冒，可能是過度應激導致的免疫抑制超越了免疫增強效果。祁海猜測，未來通過神經免疫學的進一步研究，應該可能在特定神經元、神經環路水平定量描述、評價不同鍛煉方式、不同軀體運動形式、乃至不同“冥想”“禪修”過程對免疫系統的影響，從而幫助我們為加強“免疫力”而正確選擇鍛煉或其他增進健康的方式提供更明確的科學依據。這也是題圖“勤動”所表達的愿景。
清華-北大生命科學聯合中心2013級博士生張旭、清華生命學院2016級博士生雷博、上海科技大學2015級博士生袁媛、清華PTN項目2016級博士生張厲為本文的共同第一作者。該得到科技部和國家自然科學基金委科研基金的支持。祁海課題組還得到北京市科委、清華-北大生命科學聯合中心、清華大學免疫學研究所、北京生物結構前沿研究中心、北京市慢性病免疫學研究重點實驗室的支持。鐘毅課題組得到清華麥戈文腦科學研究所的支持。另外，中國科學院武漢數學物理研究所徐福強課題組、清華大學藥學院廖學斌課題組、首都醫科大學孫文智課題組為本研究的順利開展和完成作出了重要貢獻。
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2235-7
清華大學
2021-04-11
細菌/病毒/寄生蟲免疫機理研究NMT工作站
“NMT界喬布斯”許越先生推薦創新平臺
中關村NMT產業聯盟推介成員單位創新產品
“生物安全，人人有責”
推出背景：
在國際競爭白熱化，戰爭形態多樣化的今天，生物安全已成為國家安全的重要組成部分，為積極應對這一挑戰，2019年10月，生物安全法草案于首次提請十三屆全國人大常委會第十四次會議審議。本次新冠肺炎疫情的爆發，讓各界更加意識到，生物安全對于確保國家安全、保障社會穩定、人民群眾生命安全和身體健康的重要性。
國家安全就是國家競爭，歸根結底又是科技實力的競爭！因此，作為中國的高新技術企業，中關村NMT聯盟的會員單位，旭月（北京）科技有限公司利用20多年的技術積累，以NMT：非損傷微測技術為底層核心技術，迅速推出了與國家生物安全相關多種檢驗，監測儀器設備，以及適用于多個學科及領域的研發平臺：
《NMT生物安全創新平臺》特制系列產品！
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應對挑戰：
1）活體組織器官水平研究：隨著研究的深入，單細胞的生理狀態，以及對藥物的生理反應，與處于機體組織器官中的細胞的差異，已逐漸成為研究中的瓶頸。NMT不僅可以檢測單細胞，還可以實現對細胞的原位檢測，以及對活體組織器官的在體檢測，很好地彌補了這一研究手段的空白。
2）免疫細胞代謝表型差異：通過對T細胞代謝表型，以及對αCD3/αCD28激活的反應，評價T細胞活化對自身免疫疾病的治療效果。
分類及用途：
1）《細菌免疫機理研究NMT工作站》（型號：NMT-BIM-100）
基于底層核心NMT技術，以及成熟的技術解決方案，讓科研人員可以馬上投入相關科研創新工作。
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2）《細菌免疫機理研究NMT工作站》（型號：NMT-BIM-200）
基于底層核心NMT技術，結合自身科研興趣，以及其它相關技術參數，在我方技術人員協助下形成技術解決方案，讓科研人員建立更具獨有創新特色的實驗平臺。
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《細菌免疫機理研究NMT工作站》（型號：NMT-BIM-100）
應對挑戰：
1）活體組織器官水平研究：隨著研究的深入，單細胞的生理狀態，以及對藥物的生理反應，與處于機體組織器官中的細胞的差異，已逐漸成為研究中的瓶頸。NMT不僅可以檢測單細胞，還可以實現對細胞的原位檢測，以及對活體組織器官的在體檢測，很好地彌補了這一研究手段的空白。
2）免疫細胞代謝表型差異：通過對T細胞代謝表型，以及對αCD3/αCD28激活的反應，評價T細胞活化對自身免疫疾病的治療效果。
用途：
基于底層核心NMT技術，以及成熟的技術解決方案，讓科研人員可以馬上投入相關科研創新工作。
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參數：
1.基本功能：
1.1針對細菌免疫機理研究設計
1.2活體、原位、非損傷檢測
1.3可檢測指標：H+、K+、Ca2+、Cl-、O2
2.性能：
2.1自動化操作
2.2長時間實時和動態監測
2.3無需標記
2.4立體3D流速檢測
3.軟件：
3.1imFluxes智能軟件，可直接檢測、輸出離子分子的濃度與流速
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《細菌免疫機理研究NMT工作站》（型號：NMT-BIM-200）
應對挑戰：
1）活體組織器官水平研究：隨著研究的深入，單細胞的生理狀態，以及對藥物的生理反應，與處于機體組織器官中的細胞的差異，已逐漸成為研究中的瓶頸。NMT不僅可以檢測單細胞，還可以實現對細胞的原位檢測，以及對活體組織器官的在體檢測，很好地彌補了這一研究手段的空白。
2）免疫細胞代謝表型差異：通過對T細胞代謝表型，以及對αCD3/αCD28激活的反應，評價T細胞活化對自身免疫疾病的治療效果。
用途：
基于底層核心NMT技術，結合自身科研興趣，以及其它相關技術參數，在我方技術人員協助下形成技術解決方案，讓科研人員建立更具獨有創新特色的實驗平臺。
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參數：
1.基本功能：
1.1針對細菌免疫機理研究和研發設計
1.2活體、原位、非損傷檢測
1.3可檢測指標：H+、K+、Ca2+、Cl-、O2
1.4可實時監測和記錄檢測時的環境參數：溫度、濕度、大氣壓、海拔、經緯度
1.5配備新指標拓展功能
2.性能：
2.1自動化操作
2.2長時間實時和動態監測
2.3無需標記
2.4立體3D流速檢測
3.軟件：
3.1imFluxes智能軟件，可直接檢測、輸出離子分子的濃度與流速，以及檢測時的環境參數
旭月（北京）科技有限公司
2021-08-23
專家報告薈萃⑤ | 譚建榮院士：新質生產力與智慧城市 關鍵技術與發展趨勢
新質生產力是推動經濟高質量發展的重要驅動力。新質生產力可以理解為新一代信息技術牽引的生產力，信息技術不僅改變了人類的生產方式、生活方式、思維方式和學習方式，也對職業教育方式產生了深遠影響。
中國高等教育博覽會
2024-12-10
專家報告薈萃? | 重慶大學副校長盧義玉：新質生產力賦能創新創業教育
重慶大學將就業視為重中之重，不僅關心學生的就業率，更重視學生能夠高質量就業。要實現高質量的就業，就必須要對學生各方面進行培養。
中國高等教育博覽會
2025-01-10
專家報告薈萃? | 重慶大學副校長盧義玉：新質生產力賦能創新創業教育
重慶大學將就業視為重中之重，不僅關心學生的就業率，更重視學生能夠高質量就業。要實現高質量的就業，就必須要對學生各方面進行培養。懷部長在會議上強調的“三個譜”：知識圖譜、能力圖譜、素質圖譜方面的工作，重慶大學關心的重點是能力圖譜的建設和創新能力的培養。
中國高等教育博覽會
2025-01-20
專家報告薈萃? | 山東大學副校長易凡：強化有組織科研 培育發展新質生產力
在這個充滿機遇與挑戰的時代，山東大學始終秉持著對科技創新的不懈追求，積極探索前沿領域，力求為社會發展貢獻更多智慧與力量。今日，我們有幸與尊敬的雷司長、高院士相聚一堂，一同回顧山東大學近年來在科技創新之路上的奮進歷程，分享那些令人振奮的成果與突破。接下來，就讓我們一同走進山東大學的科技創新世界，感受那蓬勃發展的活力與激情，見證每一位山大人在科研道路上的堅守與擔當。
中國高等教育博覽會
2025-03-12
椎弓根螺釘植入反饋力信息采集裝置
一種椎弓根螺釘植入反饋力信息采集裝置,包括手柄,扭轉傳力機構,拉壓傳力機構,操作頭和參考架.扭轉傳力機構嵌裝在手柄的型槽內,拉壓傳力機構連接在扭轉傳力機構的前端,操作頭連接在拉壓傳力機構的前端,參考架連接在拉壓接頭上.本發明椎弓根螺釘植入反饋力信息采集裝置配合光學定位系統使用,可在椎弓根螺釘植入手術過程中直接作用于人體胸,腰椎,并同步采集反饋力信息;也可通過專門的信息采集實驗作用于人體胸,腰椎標本,采集反饋力信息.所采集的力覺信息可用于虛擬椎弓根釘植入手術系統中的力覺模型構建.
上海理工大學
2021-05-04
一種注意力焦點測量方法
本發明公開了一種注意力焦點測量方法，對測試對象的頭部偏 移數據進行實時測量，根據測量數據估算測試對象的注意力焦點所在 位置；通過異常判別及聚類消除部分測試對象注意力分散導致的群體 注意力測量誤差；將本發明提供的這種注意力焦點測量方法應用于教 室環境中監測課堂情況，可為了解學生上課狀態提供了可靠而直觀的 數據，對于當前課堂教學中學生學習情況的監測具有較高的價值。
華中科技大學
2021-04-11
大型機械臂六維力傳感器
大型機械臂六維力傳感器主要裝載在機械臂末端的效應器與關節之間，用于測量機械臂末端效應器與外界環境接觸的六維力和力矩，為機械臂的力柔順控制提供力信息輸入，是機械臂的重要傳感器之一。/line大型機械臂六維力傳感器的成果包括傳感器的機械結構設計、組橋方式的設計、硬件電路的設計、采集軟件、標定及解耦算法
東南大學
2021-04-10
玉米莖桿原位刺穿和彎折力測量裝置
本實用新型公開了一種玉米莖桿原位刺穿和彎折力測量裝置，包括壓力測量器、穿刺測量頭和彎折力測量頭，它還包括C型架和移動橫梁，在所述C型架兩端內側設置有滑槽，所述移動橫梁的兩端位于所述滑槽內，且移動橫梁的至少一端與位于所述滑槽內的齒條連接，在C型架上設置有與所述齒條配合的齒輪，所述齒輪與驅動電機連接；在所述驅動電機的外殼上設置有與所述驅動電機連接的正轉按鈕和反轉按鈕；C型架的前端設置有固定卡扣；壓力測量器的測量端設置有連接頭，所述連接頭上設置有螺紋孔，在所述穿刺測量頭和彎折力測量頭的末端設置有與所述螺紋孔配合的螺紋端。本實用新型設計小巧，操作方便，可以拿到田地里直接在玉米株上測量。
青島農業大學
2021-04-13