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题目：Brainstem Dbh+ neurons control allergen-induced airway hyperreactivity
期刊：Nature
IF：69.504
发表时间：2024年7月10日
通讯作者单位：加州大学
DOI：https://doi.org/10.1038/s41586-024-07608-5
主要内容：
分子、解剖学和功能证据表明，存在多节点神经回路，可感应吸入空气中的过敏颗粒并诱导夸张的气道收缩，这是哮喘的标志。这是对从肺开始并返回控制肺功能的完整回路的首次描述。
内感受是感知、整合、解释和调节自我内部信号的先天能力。它通过涉及神经系统和身体其他部分组织之间精心设计的串扰的过程发生，其原理仍然知之甚少。肺对于从第一次呼吸开始的生存至关重要，是研究内感受的理想器官。它具有广阔的气体交换表面积（约 100 平方米），直接暴露在吸入和呼出的空气中的雾化颗粒中，并且具有丰富的神经支配。对肺部内感受的一个关键反应是气道收缩，由包裹气道的平滑肌的神经调节收缩驱动。在哮喘患者中，接触过敏性颗粒会导致气道收缩加剧，也称为高反应性或哮喘发作，这会阻碍呼吸并可能危及生命。尽管先前的研究表明迷走神经的神经元在控制气道张力中发挥作用，这个疾病相关回路的中央脑干节点的身份仍然不明确。
作者使用哮喘模型绘制了过敏原内感受回路，其中小鼠反复暴露于过敏原。这使作者能够定义响应过敏原而变得活跃的神经元的分子特征，并测试它们在气道高反应性中的功能。作者发现过敏原吸入导致脑干中称为孤立束核 （nTS;图 1a）。仅破坏这些过敏原激活的神经元即可减少过敏原诱导的气道高反应性。使用单核 RNA 测序，作者发现过敏原激活的神经元在表达基因 Dbh 的 nTS 神经元子集中富集。阻断这一特定神经元子集的活动降低了过敏原诱导的气道高反应性，而在没有过敏原的情况下增加活性会加剧气道收缩（图 1b）。作者进一步绘制了将信号从 nTS 传输到肺部的电路部分，发现脑干中的另一个节点，称为模糊核，隐藏着将过敏原诱导的反应传回肺部以控制气道高反应性的神经元。作者进一步发现去甲肾上腺素是过敏原激活的 nTS 神经元和下游核模糊神经元之间的关键信号。作者的体内数据，以及作者之前的发现，概述了一个完整的内感受神经回路，包括：肺中的节点（包括专门的免疫细胞和神经内分泌细胞）;表达受体 Trpv1 的迷走神经感觉神经元;在脑干中表达胆碱乙酰转移酶 （ChAT） 的表达 Dbh 的 nTS 神经元和细胞核模糊神经元;气管和支气管中表达 ChAT 的神经元;和肺中的气道平滑肌。
绘制这个与疾病相关的回路揭示了神经系统中可能作为治疗靶点的功能节点。在目前的护理标准中，哮喘主要使用吸入类固醇药物治疗，这些药物受到不需要的脱靶效应的困扰。作者展示了原理验证数据，表明脑干节点可以被调节以控制疾病。小鼠中该回路的定义为识别人类中可能的进化保守过敏原回路提供了蓝图。鉴于人脑映射中出现的令人兴奋的数据，找到过敏原激活神经元的分子对应物似乎是可行的。分子特征，再加上无创神经调控方法的鉴定，可能会导致开发更具体的方法来治疗哮喘。
过敏原是触发肺部和身体周围健康和病理反应的众多气溶胶信号中的一部分。始于肺部并返回肺部的多结变应原回路的特异性表明，可能还有许多其他回路对单个输入具有类似的特异性。虽然肺被称为呼吸器官，但识别其过敏原检测内感受回路和来自肺和到肺的其他内感受回路也将有助于巩固肺作为感觉器官的地位。
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-024-07608-5
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