Cell打破教科書!面板神經竟然可以預測和對抗感染

2019-08-31 17:22:31

掐自己一下,如果你感到疼痛,那是因為面板上有特殊的神經末梢。匹茲堡大學醫學院(University of Pittsburgh School of Medicine)的研究人員有一項令人驚訝的發現,他們發現痛覺神經還有助於對抗面板感染並防止其傳播,這表明了一種新型的免疫系統。這項基於小鼠實驗的發現於近日發表在《Cell》雜誌上。

"這些痛覺神經可以檢測病原體,我們第一次證明,它們可以啟用免疫反應,並在感染附近的部位發出保護性免疫訊號,"匹茲堡大學醫學院面板病學和免疫學教授、項研究的資深作者Daniel Kaplan醫學博士說道。"這表明免疫系統和神經系統協同作用於宿主防禦。這些發現對開發針對自身免疫性面板病(如銀屑病)的更特異療法也有重要意義。"

圖片來源:Cell
直到大約十年前,疼痛還被認為是一種進化的方式,讓你的身體告訴你遠離某種特定的刺激,或者是它的功能出現問題的訊號,比如受傷。然而最近,研究人員發現,它可能在對某些病原體的免疫中發揮重要作用。
在這項研究中,Kaplan和第一作者、醫學博士Jonathan Cohen進行了合作。Kaplan實驗室的一名學生與皮特大學的神經生物學教授、疼痛專家Kathy Albers博士和Brian Davis博士合作,開發了一種光遺傳學小鼠模型,在這種模型中,可以用藍光啟用面板中的痛覺神經元。
他們首先發現,只要啟用這些神經元,就會釋放一種叫做CGRP的小蛋白,這種蛋白會將不同型別的免疫細胞招募到這個區域。這表明,即使在崗哨免疫細胞能夠啟動免疫反應之前,神經元也能自行檢測面板病原體。
然後在相同的小鼠模型中,他們用白色念珠菌(一種導致念珠菌病的真菌)或金黃色葡萄球菌(一種常見的細菌,在特定條件下可以致命)感染動物。
利用光遺傳學和化學神經阻斷劑,研究人員通過一系列優雅的實驗表明,當真菌在一個地方感染面板時,神經不僅檢測並啟動免疫反應來對抗感染,還向脊髓傳送訊號。然後,這些訊號會反射回感染部位周圍的面板,從而預先啟用免疫防禦,從而防止感染擴散。
研究人員稱這種新的神經驅動的保護機制為"預期免疫"。
"神經系統參與其中的優勢在於,它可以在幾毫秒的時間內跨越空間傳遞資訊,而免疫細胞完成同樣的功能需要數小時或數天,"醫學博士Jonathan Cohen說,他是Kaplan實驗室的學生,本研究的第一作者。
Kaplan說,儘管這些發現如何應用於人類還有待觀察,但它們對面板或腸道等屏障組織的自身免疫性疾病具有有趣的意義。
他說:"瞭解這種真正的新型免疫引發了一個有趣的問題:我們能否開發出一種藥物,選擇性地抑制特定組織的過度自身免疫性炎症,從而避免使用影響全身的廣泛免疫抑制劑所帶來的副作用。"


參考資料:

Daniel H. Kaplan et al. Cutaneous TRPV1+ Neurons Trigger Protective Innate Type 17 Anticipatory Immunity. Cell (2019). DOI:10.1016/j.cell.2019.06.02


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