維持平衡的免疫反應對生物體的健康和生存至關重要。過度的促炎活性可導致免疫失調和一系列自身免疫性和炎癥性疾病。了解免疫調節可以改善治療免疫疾病的策略。雖然先天免疫和適應性免疫已經得到了充分的研究，但大腦的調節作用仍不清楚。研究表明，感染會激活影響發燒和食欲的神經回路，而迷走神經刺激可能具有抗炎作用。需要進一步的研究來充分了解體腦軸影響免疫反應的機制，從而有可能為管理一系列免疫相關疾病提供新的治療方法。在最近發表在《自然》(Nature)雜志上的一項研究中，研究人員闡明了身體-大腦軸是如何通過特定的神經回路感知和調節炎癥反應的，這可能為治療免疫疾病提供新的方法。背景

在本研究中，所有涉及動物的實驗程序均遵循美國(U.S.)美國國立衛生研究院的指南。該研究使用了從杰克遜實驗室和其他來源獲得的年齡至少為7周的不同品系的雄性和雌性小鼠。關鍵步驟包括腹腔注射各種藥物，如脂多糖(LPS)和細胞因子，然后通過染色和組織學對腦組織進行詳細分析，觀察炎癥反應。

為了評估大腦的反應，小鼠接受了立體定向手術，在手術中，它們被麻醉并放置在立體定向框架上，以精確注射到特定的大腦區域。手術涉及到激活或抑制神經元的化學發生技術和記錄炎癥刺激下神經活動的纖維光度法。單細胞核糖核酸(RNA)測序等技術被用于剖析神經-免疫通訊的分子復雜性，進一步闡明大腦和外周免疫反應之間的相互作用。

研究結果

在實驗中，小鼠暴露于脂多糖，這是一種來自革蘭氏陰性細菌外膜的成分，已知會引發免疫反應。腹腔注射LPS后，小鼠血液中促炎和抗炎細胞因子均發生顯著變化，在注射后2小時達到峰值。腦部掃描顯示，直接早期基因Fos主要在腦干后腦區(AP)和孤束尾核(cNST)活化，后者是體腦通訊軸的關鍵中繼。

進一步的研究表明，LPS對cNST神經元的影響取決于其對免疫細胞的作用，而不是直接影響，因為缺乏LPS受體途徑關鍵成分的髓樣分化初級反應88 (Myd88)敲除小鼠沒有cNST神經元激活。這指出了一種精確的免疫到大腦的信號，而不是一種普遍的炎癥反應。

為了更好地理解這種信號，研究采用纖維光度法等技術觀察外周LPS應用后cNST的實時神經活動。當外周信號到達大腦的主要途徑迷走神經被切斷時，LPS誘導的神經活動停止，突出了神經在向大腦傳遞免疫信號方面的重要作用。

進一步探索，該研究利用遺傳方法沉默cNST中對LPS有反應的神經元。這種沉默極大地改變了身體的免疫反應，導致促炎信號的不受控制的增加和抗炎信號的顯著下降。相反，人工激活這些神經元抑制炎癥反應，增強抗炎信號，證實cNST調節外周炎癥的能力。

單細胞RNA測序顯示，LPS激活的神經元主要屬于特定的谷氨酸能和一種GABA能神經元或受體，這些神經元或受體使用γ -氨基丁酸(GABA)作為其神經遞質，聚集在cNST內，表明有選擇性的神經元通路參與處理這些免疫信號。這些神經元的激活抑制了LPS誘導的炎癥，證實了它們的調節作用。

此外，體內鈣成像顯示細胞因子觸發了結節神經節(迷走神經感覺系統的一部分)中不同的感覺神經元群，表明特定感覺神經元檢測并將外周免疫狀態傳遞給大腦的復雜機制。

結論

總之，大腦調節先天免疫反應，迷走神經參與調節炎癥的研究突出了這一作用。二十多年前，Kevin Tracey的研究表明迷走神經刺激可以通過降低腫瘤壞死因子(TNF)水平來減少炎癥性休克。最近的進展表明，細胞因子激活迷走-腦軸，確定特定的神經元通路，調節促炎和抗炎反應。特定的迷走神經細胞對不同的炎癥信號作出反應，維持體內平衡。破壞這個回路會導致無法控制的炎癥，而它的激活會促進抗炎狀態，為各種免疫疾病提供治療潛力。


（文章來源：www.ebiotrade.com/newsf/2024-5）