《Nature》甲流當季，大腦如何感知感染以及“布洛芬”沒效果的原因？
摘要：研究人員在小鼠身上發現了特定的呼吸道神經元，可以向大腦發出流感警報
哈佛醫學院的研究人員領導的一項新研究闡明了大腦是如何意識到體內有感染的。通過對小鼠的研究，研究小組發現呼吸道中的一小群神經元在提醒大腦流感感染方面起著關鍵作用。他們還發現了從肺部到大腦的第二條通路在感染后期變得活躍的跡象。
這項研究發表在3月8日的《Nature》雜志上。
- 一小部分呼吸道神經元會向大腦發出流感感染的警報
- 研究結果有助于解釋布洛芬和阿司匹林等藥物如何減輕流感癥狀
- 這一發現可以幫助科學家開發出更有效的流感療法
圖1 新研究闡明了大腦是如何意識到體內有感染的（圖源：[1]）
盡管大多數人每年都會生病幾次，但關于大腦如何喚起不適感覺的科學知識卻落后于對其他身體狀態(如饑餓和口渴)的研究。這篇論文是了解感染期間腦-體聯系的關鍵第一步。“這項研究幫助我們開始了解病原體檢測的基本機制，以及它與神經系統的關系，到目前為止，這在很大程度上是神秘的，”通訊作者Stephen Liberles說，他是HMS布拉瓦尼克研究所的細胞生物學教授，也是霍華德·休斯醫學研究所的研究員。研究結果還揭示了布洛芬和阿司匹林等非甾體抗炎藥如何緩解流感癥狀。如果研究結果能夠應用于人類，這項工作將對開發更有效的流感療法產生重要影響。
精神狀態有感染力
Liberles實驗室對大腦和身體如何交流以控制生理機能很感興趣。例如，它之前已經探索了大腦如何處理來自內臟的感覺信息，以及感覺線索如何喚起或抑制惡心的感覺。在這篇新論文中，研究人員將注意力轉向了大腦控制的另一種重要疾病:呼吸道感染引起的疾病。
在感染期間，當身體產生免疫反應時，大腦會協調癥狀。這些癥狀包括發燒、食欲下降和嗜睡等廣泛癥狀，以及呼吸道疾病引起的充血或咳嗽或胃腸道疾病引起的嘔吐或腹瀉等特定癥狀。該團隊決定將重點放在流感上，這種呼吸道病毒是美國每年數百萬人患病和就醫的根源，并導致數千人死亡。
通過在小鼠身上進行的一系列實驗，第一作者、HMS Liberles實驗室的研究員Na-Ryum Bin確定了舌咽神經中嵌入的一小部分神經元，舌咽神經從喉嚨延伸到大腦。
重要的是，他發現這些神經元是向大腦發出流感感染信號所必需的，它們具有被稱為前列腺素的脂質受體。這些脂質是由小鼠和人類在感染期間產生的，它們是布洛芬和阿司匹林等藥物的目標。切斷舌咽神經，消除神經元，阻斷這些神經元中的前列腺素受體，或用布洛芬治療小鼠，類似地減輕了流感癥狀，增加了存活率。
總之，這些發現表明，這些呼吸道神經元檢測流感感染期間產生的前列腺素，并成為從喉嚨上部到大腦的通信管道。
Liberles說:“我們認為這些神經元傳遞了有病原體的信息，并啟動了控制疾病反應的神經回路。”研究結果解釋了布洛芬和阿司匹林等藥物如何減輕流感癥狀，并表明這些藥物甚至可能提高生存率。研究人員發現了另一種潛在疾病途徑的證據，這一途徑從肺部傳播到大腦。他們發現，當病毒深入呼吸系統時，它似乎在感染的第二階段變得活躍。研究小組驚訝地發現，這一額外的途徑不涉及前列腺素。處于感染第二階段的小鼠對布洛芬沒有反應。作者說，這些發現表明，如果科學家能夠開發出針對額外途徑的藥物，就有可能改善流感治療。
圖2 流感感染通過EP3受體誘導多種疾病癥狀（圖源：[1]）
這項研究提出了許多問題，Liberles和他的同事們迫切地想要調查這些問題。其中一個問題是這些發現在多大程度上適用于人類。盡管小鼠和人類有許多共同的基本感覺生物學，包括舌咽神經，但Liberles強調，研究人員需要進行進一步的遺傳和其他實驗，以證實人類具有小鼠研究中看到的相同的神經元群和通路。如果這一發現可以在人類身上復制，那么就有可能開發出針對流感感染的前列腺素和非前列腺素途徑的治療方法。
Liberles說:“如果你能找到一種方法來抑制這兩種途徑，并將它們用于協同作用，那將是令人難以置信的興奮和潛在的變革。”Bin已經在深入研究非前列腺素通路的細節，包括涉及的神經元，目的是找出如何阻斷它。他還想確定在初始途徑中產生前列腺素的氣道細胞，并對其進行更深入的研究。
Liberles很高興能探索體內疾病途徑的多樣性，以了解它們是否專門針對不同類型和感染部位。他說，更深入地了解這些途徑可以幫助科學家學習如何操縱它們來更好地治療一系列疾病。
參考資料：
[1] Loss of the m6A methyltransferase METTL3 in monocyte-derived macrophages ameliorates Alzheimer’s disease pathology in mice
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