探索大脑如何感知感染

哈佛医学院研究人员领导的一项新研究阐明了大脑如何意识到体内存在感染。

研究小鼠时，研究小组发现气道中的一小群神经元在提醒大脑流感感染方面起着关键作用。他们还发现了从肺部到大脑的第二条途径的迹象，该途径在感染后期变得活跃。

该研究发表在《自然》杂志上。

虽然大多数人一年都会生病几次，但关于大脑如何唤起疾病感的科学知识落后于对饥饿和口渴等其他身体状态的研究。这篇论文代表了理解感染期间脑体连接的关键第一步。

“这项研究帮助我们开始了解病原体检测的基本机制以及它与神经系统的关系，直到现在，神经系统在很大程度上是神秘的，”资深作者Stephen Liberles说，他是HMS布拉瓦特尼克研究所的细胞生物学教授，也是霍华德休斯医学研究所的研究员。

研究结果还揭示了布洛芬和阿司匹林等非甾体抗炎药如何缓解流感症状。

如果结果可以转化为人类，这项工作可能对开发更有效的流感疗法产生重要影响。

富有感染力的心态

Liberles实验室对大脑和身体如何交流以控制生理学感兴趣。例如，它之前已经探索了大脑如何处理来自内脏器官的感觉信息，以及感官线索如何唤起或抑制恶心的感觉。

在這篇新論文中，研究人員將注意力轉向大腦控制的另一種重要疾病：呼吸道感染引起的疾病。

Liberles解释说，在感染期间，大脑会在身体产生免疫反应时协调症状。这些可能包括广泛的症状，如发烧、食欲下降和嗜睡，以及特定症状，如呼吸道疾病的充血或咳嗽或胃肠道细菌的呕吐或腹泻。

该团队决定专注于流感，这是一种呼吸道病毒，是数百万疾病和医疗就诊的来源，每年在美国导致数千人死亡。

通过对小鼠的一系列实验，第一作者，Liberles实验室的HMS研究员Na-Ryum Bin确定了嵌入舌咽神经中的一小部分神经元，舌咽神经从喉咙延伸到大脑。

重要的是，他发现这些神经元是向大脑发出流感感染信号所必需的，并且具有称为前列腺素的脂质受体。这些脂质由小鼠和人类在感染过程中产生，并且被布洛芬和阿司匹林等药物靶向。

切断舌咽神经，消除神经元，阻断这些神经元中的前列腺素受体，或用布洛芬治疗小鼠同样减少流感症状并提高存活率。

总之，这些研究结果表明，这些气道神经元检测流感感染期间产生的前列腺素，并成为从喉咙上部到大脑的通信管道。

“我们认为这些神经元传递那里存在病原体的信息，并启动控制疾病反应的神经回路，”Liberles说。

这些结果解释了布洛芬和阿司匹林等药物如何减轻流感症状，并表明这些药物甚至可以提高生存率。

研究人员发现了另一种潜在疾病途径的证据，这种途径从肺部传播到大脑。他们发现，随着病毒更深入地渗透到呼吸系统，它似乎在感染的第二阶段变得活跃。

这种额外的途径不涉及前列腺素，研究小组惊讶地发现。处于感染第二阶段的小鼠对布洛芬没有反应。

作者说，这些研究结果表明，如果科学家能够开发出针对额外途径的药物，那么改善流感治疗的机会。

未来研究的基础

这项研究提出了一些Liberles及其同事渴望调查的问题。

一个是这些发现将如何转化为人类。尽管小鼠和人类共享许多基本的感觉生物学，包括具有舌咽神经，但Liberles强调，研究人员需要进行进一步的遗传和其他实验，以确认人类具有与小鼠研究相同的神经元群体和途径。

如果这些发现可以在人类中复制，它增加了开发解决流感感染前列腺素和非前列腺素途径的治疗方法的可能性。

“如果你能找到一种方法来抑制这两种途径并协同使用它们，那将是令人难以置信的令人兴奋和潜在的变革，”Liberles说。

Bin已经在深入研究非前列腺素通路的细节，包括所涉及的神经元，目的是弄清楚如何阻断它。他还想确定在初始途径中产生前列腺素的气道细胞，并更深入地研究它们。

Liberles很高兴能够探索体内疾病途径的全部多样性，以了解它们是否专门针对不同类型和部位的感染。他说，对这些途径的更深入理解可以帮助科学家学习如何操纵它们以更好地治疗一系列疾病。

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