根据《自然》杂志在线发表的一项针对小鼠的新研究，“调节身体炎症反应的体脑回路”，大脑可以将免疫系统引导到意想不到的程度，能够检测、增强和抑制炎症。来自哥伦比亚祖克曼研究所的科学家。

“大脑是我们思想、情绪、记忆和感觉的中心，”该研究的共同第一作者金浩博士说。“由于电路跟踪和单细胞技术的巨大进步，我们现在知道大脑的功能远不止于此。它正在监测体内每个系统的功能。”

“体脑轴正在成为有机体生理学的主要指挥者。它感知和控制器官功能、新陈代谢和营养状态。在这里，我们证明外周免疫损伤可以强有力地激活体脑轴来调节免疫反应。我们证明促炎和抗炎细胞因子与不同的迷走神经元群体进行通信，以告知大脑正在出现的炎症反应。反过来，大脑严格调节外周免疫反应的过程，”研究人员写道。

“这种身体到大脑回路的基因沉默产生了不受调节和失控的炎症反应。相比之下，激活而不是沉默该回路提供了对免疫反应的特殊神经控制。我们利用单细胞RNA测序结合功能成像来识别该神经免疫轴的回路组成，并表明对其进行选择性操作可以有效抑制促炎反应，同时增强抗炎状态。

“大脑诱发的免疫反应过程的转变为调节多种免疫疾病提供了新的可能性，从自身免疫性疾病到细胞因子风暴和休克。”

“这一新发现可以为控制炎症和免疫提供令人兴奋的治疗场所，”该研究的资深作者、哥伦比亚大学祖克曼研究所的首席研究员和霍华德休斯医学研究所的研究员CharlesS.Zuker博士补充道。

重要途径

Zuker实验室和其他小组最近的工作揭示了体脑轴的重要性，这是器官和大脑之间传递数据的重要途径。例如，祖克博士和他的同事发现，进入肠道的糖和脂肪利用体脑轴来驱动对含糖和脂肪食物的渴望和强烈食欲。

“我们发现了身体向大脑通报身体当前状态的所有这些方式，”共同第一作者、Zuker实验室的博士后研究员MengtongLi博士说。“我们想了解大脑对身体生物学的了解和控制走了多远。”

科学家们寻找大脑与炎症和先天免疫、所有动物共有的防御系统以及免疫系统最古老的组成部分之间可能存在的联系。适应性免疫系统会记住以前遇到的入侵者，以便在入侵者再次入侵时帮助其抵抗它们，而先天免疫系统会攻击任何具有细菌共同特征的东西。先天免疫相对简单，使其比适应性免疫更快地对新的侮辱做出反应。

先前对人类的研究表明，电刺激迷走神经可以减少与特定炎症分子相关的反应。然而，关于这种身体-大脑系统的性质，仍有许多未知之处：例如，大脑调节免疫和炎症反应的一般性、身体和大脑之间的选择性通讯线路、潜在神经回路的逻辑，以及监测和调节炎症的迷走神经和大脑成分的身份。

Zuker实验室转而研究一种能够引发先天免疫反应的细菌化合物。科学家们发现，给小鼠注射这种分子会激活位于脑干内的孤束尾核(cNST)。cNST在体脑轴中发挥着重要作用，是迷走神经的主要目标。

相比之下，人工激活cNST可使促炎分子水平降低近70%，并使抗炎化学物质水平增加近十倍。

类似于恒温器

“与恒温器类似，这种新发现的大脑回路有助于增加或减少炎症反应，以保持身体以健康的方式做出反应，”Jin说，他是Zuker实验室的博士后研究员，开始了这项研究。金现在是国家过敏和传染病研究所的终身研究员。“回想起来，有一个主仲裁者来控制这一重要反应是有意义的。”

之前对人类进行的迷走神经刺激研究表明，这些发现不仅限于小鼠。这项新研究也可能符合数千年来关于精神对身体潜在重要性的思考。

“许多心身效应实际上可能与告诉你的身体某些事情的大脑回路有关，”金指出。

科学家们确定了迷走神经和cNST中有助于检测和控制促炎和抗炎活性的特定神经元群。“这为了解大脑如何监测和调节身体生理机能打开了一扇新窗口，”哥伦比亚瓦格洛斯内外科医学院生物化学、分子生物物理学和神经科学教授祖克说。

发现控制这种新发现的大脑回路的方法可能会带来针对常见自身免疫性疾病的新疗法，例如类风湿性关节炎、I型糖尿病、多发性硬化症、神经退行性疾病、狼疮、炎症性肠病和克罗恩病，以及长期新冠综合症等疾病、移植器官的免疫排斥，以及新冠病毒感染可能引发的潜在致命爆发，即细胞因子风暴。

2023年《柳叶刀》的一项研究表明，大约十分之一的人可能患有自身免疫性疾病。据自身免疫协会称，仅在美国，自身免疫性疾病每年就可能给经济造成1000亿美元的损失，这个数字可能被严重低估。

金和李说，利用这一回路的活性可能会对影响免疫系统的多种疾病产生影响，并有助于治疗患有免疫疾病和紊乱的人的失调炎症状态。

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