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
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
和
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
和
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
和
IL-13
,并通过表达
NMU
和
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
和
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
和
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
和
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
中
Il4
和
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