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Science丨肠道神经元“感知”炎症信号,精准调控免疫反应

BioArt  · 公众号  · 生物  · 2025-06-11 08:39

主要观点总结

本文主要介绍了肠道神经系统(ENS)在肠道免疫中的作用。ENS不仅参与生理功能的调节,还与肠道免疫系统存在密切相互作用。研究发现了肠道神经元对肠道蠕虫感染的响应机制,以及肠道神经元在免疫反应中的作用。来自美国哈佛医学院的研究团队揭示了肠道神经元如何直接响应Th2型细胞因子,调节神经肽的表达并影响肠道免疫反应。

关键观点总结

关键观点1: 肠道神经系统(ENS)是胃肠道中庞大的神经元网络,参与协调消化、肠道蠕动等基本生理功能。

ENS产生的神经肽,如神经肽U(NMU)、降钙素基因相关肽(CGRP)和血管活性肠肽(VIP),能显著影响肠道屏障免疫反应和对病原体的防御。

关键观点2: ENS与肠道免疫系统存在密切相互作用,但当前研究主要集中在神经元衍生因素如何影响免疫细胞功能,对肠道神经元如何响应炎症刺激的研究仍存在空白。

组织侵袭性肠道蠕虫H. polygyrus感染会导致肠道炎症,并影响肠道神经元的功能。

关键观点3: 美国哈佛医学院的研究团队探究了肠道神经元如何响应炎症刺激,尤其是来自局部免疫反应的细胞因子,并揭示了肠道神经元在肠道炎症和免疫反应中的作用。

研究发现,特定的肠道感觉神经元——初级肠道感觉神经元(PSN)能够直接感知IL-4和IL-13,并通过表达NMU和CGRPβ来响应炎症刺激。PSN在抗H. polygyrus感染中扮演重要角色。


正文

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为了验证这一假设,研究人员构建了 IL-13Rα1 敲除的 PSN 条件性基因敲除小鼠,并观察了其肠道中 NMU CGRPβ 的表达情况。结果显示,在野生型小鼠中, IL-4 处理能够显著上调肠道中 NMU CGRPβ 的表达,而在 IL-13Rα1 敲除的 PSN 小鼠中,这种上调作用消失 表明 PSN 能够直接感知 IL-4 IL-13 ,并通过表达 NMU CGRPβ 来响应炎症刺激。

为了探究 PSN 在肠道免疫中的作用,研究人员利用 H. polygyrus 肠道蠕虫感染模型进行研究。他们发现,感染后肠道神经元表达 IL-13Rα1 ,且感染幼虫会刺激 PSN 表达 Nmu Calcb 。此外,他们还发现, IL-13Rα1 敲除的 PSN 小鼠对 H. polygyrus 感染的免疫防御能力受损,表现为虫荷增加和繁殖能力增强。为了排除其他神经元的影响,研究人员利用 Phox2b-cre 小鼠模型,发现敲除肠道神经元 Il13ra1 才会导致免疫防御受损,而敲除肠道外自主神经元的 Il13ra1 则没有影响。这进一步证实了 PSN 在抗 H. polygyrus 感染中的重要作用。

研究人员发现, Calb2 ΔIl13ra1 cKO 小鼠肠道中 Nmu Calcb 的表达下调,且与虫荷呈负相关。为了验证 PSN 神经肽的功能,他们向 Calb2 ΔIl13ra1 cKO 小鼠同时注射 NMU23 CGRPβ 。结果显示,这种联合注射能够部分恢复其免疫防御能力,并降低虫荷和繁殖能力。研究人员进一步探究了 PSN 神经肽对肠道免疫反应的影响机制。他们发现, Calb2 ΔIl13ra1 cKO 小鼠肠道肌肉层 ILC2s Il4 Il5 的表达下调,且 ILC2s 的细胞周期基因表达上调。此外,他们还发现, Calb2 ΔIl13ra1 cKO 小鼠肠道肌肉层嗜酸性粒细胞数量和比例降低。

最后, 为了探究 CGRPβ 的功能,研究人员发现肠道肌肉层中 CGRPβ 的浓度高于固有层。他们还发现, CGRPβ 能够协同






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