大脑如何感知感染？

概括： 气道中的一小群神经元在改变大脑免受体内流感感染方面起着关键作用，而从肺部到大脑的第二条通路在感染后期变得活跃。 结果还阐明了 NSAID 抗炎药如何缓解流感症状。

来源： 哈佛大学

哈佛医学院研究人员领导的一项新研究揭示了大脑如何感知身体感染。

通过研究小鼠，该团队发现气道中的一小群神经元在提醒大脑注意流感感染方面发挥着关键作用。 他们还发现了从肺部到大脑的第二条通路的迹象，该通路在感染后期变得活跃。

该研究发表在 自然.

尽管大多数人每年都会生病几次，但关于大脑如何引发不适感的科学知识落后于对饥饿和口渴等其他身体状况的研究。 该论文代表了理解受伤期间大脑与身体之间关系的重要的第一步。

高级作者 Stephen Liberless 说，他是 HMS Blavatnik 研究所的细胞生物学教授和霍华德休斯医学研究所的研究员。

研究结果还阐明了布洛芬和阿司匹林等非甾体抗炎药如何缓解流感症状。

如果这些发现可以转化为人类，那么这项工作可能对开发更有效的流感治疗方法具有重要意义。

传染性精神状态

Liberles 的实验室对大脑和身体如何通过交流来控制生理机能感兴趣。 例如，他之前曾探索过大脑如何处理来自内部器官的感觉信息，以及感觉信号如何激发或抑制恶心感。

在这篇新论文中，研究人员将注意力转向了大脑控制的另一种重要疾病：呼吸道感染引起的疾病。

Liberless 解释说，在感染期间，大脑会协调症状，而身体会产生免疫反应。 这可能包括发烧、食欲下降和嗜睡等广泛症状，以及因呼吸道疾病引起的充血或咳嗽，或因消化系统异常引起的呕吐或腹泻等特定症状。

该团队决定将重点放在流感上，这是一种呼吸道病毒，它是数百万疾病和医疗就诊的根源，每年在美国造成数千人死亡。

通过在小鼠身上进行的一系列实验，第一作者、Liberles 实验室 HMS 研究员 Na-Ryum Bin 确定了一小群嵌入舌咽神经中的神经元，舌咽神经从喉咙延伸到大脑。

最重要的是，发现这些神经元对于告知大脑流感感染的存在至关重要，并且具有称为前列腺素的脂肪受体。 这些脂肪是小鼠和人类在感染期间产生的，并且是布洛芬和阿司匹林等药物的目标。

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，同样可以减轻流感症状并提高存活率。

总之，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沟通渠道。

“我们认为这些神经元传递病原体存在的信息，并启动控制病理反应的神经回路，”Liberless 说。

这些发现解释了布洛芬和阿司匹林等药物如何减轻流感症状，并表明这些药物可能会提高生存率。

研究人员发现了另一种可能的疾病途径的证据，即从肺部到大脑的途径。 他们发现，随着病毒深入呼吸道，它似乎在感染的第二阶段很活跃。

这条额外的途径不涉及前列腺素，而该团队惊讶地发现它涉及前列腺素。 感染第二阶段的小鼠对布洛芬没有反应。

作者说，如果科学家能够开发出针对加成途径的药物，那么这些发现表明有机会改善流感的治疗。

未来研究的基础

这项研究提出了 Liberless 和他的同事们渴望调查的一些问题。

首先是结果如何转化为人类。 尽管老鼠和人类在许多基本感觉生物学上有相似之处，包括舌咽神经的存在，但 Liberless 强调，研究人员需要进行更多的遗传和其他实验，以确认人类具有与老鼠研究中相同的神经元群和通路。 .

如果这些发现可以在人类身上复制，这就增加了开发治疗流感感染的前列腺素和非前列腺素途径的疗法的可能性。

Liberless 说：“如果你能找到一种方法来阻断这两种途径并协同使用它们，那将是令人难以置信的激动人心和潜在的变革。”

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Bin 已经在深入研究非前列腺素通路的细节，包括涉及的神经元，目标是发现如何阻断它。 他还想更深入地识别和研究在上游通路中产生前列腺素的气道细胞。

Liberles 很高兴探索体内疾病途径的全部多样性，看看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了解可以帮助科学家了解如何操纵它们以更好地治疗一系列疾病。

关于这个神经科学研究新闻

作者： 新闻办公室
来源： 哈佛大学
沟通： 新闻办公室 – 哈佛
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“从气道到大脑的感觉通路介导流感引起的疾病由 Stephen Liberless 等人撰写。 自然

总结

从气道到大脑的感觉通路介导流感引起的疾病

病原体感染导致典型的疾病状态，包括神经协调的行为和生理变化。

感染后，免疫细胞释放细胞因子和其他介质的“风暴”，其中许多被神经元检测到； 然而，在自然感染期间引起病理行为的效应器神经回路和神经免疫相互作用机制仍不清楚。

阿司匹林和布洛芬等非处方药被广泛用于缓解疾病，并通过阻断前列腺素 E2 (PGE2) 的合成发挥作用。 主要模型是 PGE2 穿过血脑屏障并直接参与下丘脑中的神经元。

在这里，我们使用广泛覆盖外周感觉神经元图谱的遗传工具，确定了一小群 PGE2 检测自噬性感觉神经元（GABRA1 鳞状神经元），这些神经元对小鼠流感引起的疾病行为至关重要。

GABRA1 上皮神经元的去核或这些神经元中 PGE2 受体 3 (EP3) 的靶向敲低消除了流感引起的早期感染期间食物摄入量、水摄入量和运动的减少，并提高了存活率。 遗传定向解剖图显示，GABRA1 轴突神经元投射到鼻咽粘膜区域，损伤后环氧合酶 2 的表达增加，并且还在脑干中显示出特定的轴突靶向模式。

总之，这些发现揭示了一种主要的气道到大脑的感觉通路，该通路检测局部产生的前列腺素并介导全身性疾病对呼吸道病毒感染的反应。