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题目：A body–brain circuit that regulates body inflammatory responses
期刊：Nature
IF：69.504
发表时间：2024年5月1日
通讯作者单位：哥伦比亚大学
DOI：https://doi.org/10.1038/s41586-024-07469-y
主要内容：
一种新表征的神经回路使大脑能够感知和监测体内的炎症反应，进而塑造免疫反应的过程。在炎症和免疫紊乱的小鼠模型中，人工激活这种体脑回路的组成部分可以防止不受控制和失调的炎症反应。
动物有两个平行的感觉系统：对环境做出反应的外部感官和监测和整合身体内部状态的内感受。大脑是身体生物学交响乐的主要指挥，调节内脏器官及其系统的功能，调节营养、新陈代谢和生理学。在这里，作者探讨了大脑在调节身体免疫力中的作用。了解免疫反应的大脑诱发转化可以为帮助治疗免疫疾病和紊乱提供治疗机会。
20多年前，开创性工作表明，迷走神经下行纤维的电刺激是连接大脑和身体的神经高速公路，改变了一种重要的免疫介质蛋白TNF的循环水平。作者推断，如果作者能够识别大脑中被体内免疫刺激激活的神经元细胞，这将有助于作者了解大脑如何监测和调节对免疫挑战的反应。
作者首先使用脂多糖（LPS），一种用于模拟细菌感染的分子，在小鼠体内引发炎症反应，并寻找对免疫反应做出反应的大脑神经元。脑干区域称为cNST的一组神经元被强烈激活以响应免疫挑战。cNST是迷走神经感觉成分的主要靶标。为了揭示这些免疫激活的cNST神经元的作用，作者使用了多种技术来识别和操纵这种体脑回路。其中包括基于神经元活性的标记策略、单细胞RNA测序和化学遗传学（其中大分子被设计为与小分子相互作用，以阐明大脑活动）。作者发现，改变cNST神经元的功能会改变炎症反应的过程：阻止它们的激活会产生不受控制的炎症反应，而人为激活它们会抑制炎症反应（图1）。因此，这种脑-身体回路起着中枢免疫调节剂的作用，确保炎症反应在适当控制的范围内运行。
cNST神经元如何监测外周免疫活动以指导适当的免疫调节？先天免疫反应的特征是产生促炎和抗炎细胞因子，这些细胞因子是发出信号和调节炎症反应的小蛋白质。它们的平衡确保了对免疫挑战的正确解决。作者在迷走神经节（包含迷走神经细胞体的结构）中发现了一群神经元，它们对促炎信号有反应，而另一个神经元对抗炎信号有反应。迷走神经中的这两条通信线（来自数千根向大脑传递不同类型身体信号的神经纤维）共同告知cNST中的神经元新出现的免疫反应。反过来，大脑向身体发送信号以形成炎症反应。
最后，作者测试了该回路的化学激活是否有助于恢复免疫平衡并保护动物免受两种炎症性疾病模型（败血症和溃疡性结肠炎）中不受控制的炎症反应。正如假设的那样，在两种模型中，人工激活这些选择性迷走神经线到大脑成功地阻止了炎症反应的破坏性影响。
免疫疾病和紊乱非常多样化。它们包括自身免疫性疾病，如类风湿性关节炎和炎症性肠病，急性疾病，如细胞因子风暴综合征和中毒性休克综合征，以及神经退行性疾病和长期COVID。值得注意的是，所有的特征都以促炎状态增强为特征。炎症反应中枢调节因子的鉴定将提出创新策略，以帮助作者对抗失调的炎症状态。
表征这种免疫调节体脑回路的其他元素将是有趣的，包括接收促炎与抗炎信号的cNST神经元之间的相互作用，下降神经线的身份;以及脑源信号如何转化为炎症反应的变化。
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-024-07469-y
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