为啥肠道被认为是人的第二大脑?《Science》发现肠道神经能直接感应免疫信号,抵御寄生虫感染


肠神经系统(ENS)衍生的神经肽调节免疫细胞功能,但我们对炎症线索如何直接影响感染期间肠神经元反应的理解相当缺乏。

2025年5月22日,哈佛医学院Vijay K. Kuchroo团队在Science在线发表题为Type 2 cytokines act on enteric sensory neurons to regulate neuropeptide-driven host defense的研究论文,该研究描述了一个初级肠感觉神经元(PSN)亚群,产生神经肽neuromedin U (NMU)和降钙素基因相关肽β (CGRPβ),并共同表达2型细胞因子白介素-4 (IL-4)和IL-13的受体。

2型细胞因子在体外和体内都能扩增PSN中NMU和CGRPβ的表达,而这种表达被PSN特异性Il13ra1缺失所消除。PSN中Il13ra1的缺失破坏了宿主对胃肠道蠕虫Heligmosomoides polygyrus的防御,并减弱了肌肉的免疫反应。同时给药NMU23和CGRPβ可挽救蠕虫清除缺陷并恢复抗蠕虫免疫,突出了调节肠道2型炎症的重要双向神经免疫串扰。

虽然肠神经系统(ENS)以协调消化和肠道运动等基本生理功能而闻名,但最近的证据表明,它也是肠道神经免疫通讯的关键介质。ENS神经肽,如神经素U (NMU)、降钙素基因相关肽(CGRP)和血管活性肠肽(VIP),影响屏障免疫反应和宿主对病原体的防御。例如,NMU作用于表达NMUR1的2型先天淋巴样细胞(ILC2s),增加其2型细胞因子白介素-13 (IL-13)和IL-5的产生,促进肺和肠道的过敏性炎症。

同样地,CGRP可以根据组织、细胞类型和环境具有促炎和抗炎作用。无论如何,研究神经免疫通讯在屏障防御中的作用,主要集中在影响免疫细胞功能的神经元源性因素上,这使得我们对肠道神经元如何响应炎症刺激,特别是局部免疫反应的细胞因子的理解存在相当大的差距。

2型细胞因子直接扩增PSN神经肽的表达(图源自Science

嵌入肠壁内的肠神经元对微生物暴露、炎症损伤和物理扰动非常敏感。这是在组织入侵蠕虫感染的背景下说明的,如Heligmosomoides polygyrus,它侵入肠壁,促进局部炎症。该研究发现,在感知感染诱导的2型细胞因子白介素-4和-13后,肠道神经元的一个子集上调神经肽神经素U和降钙素基因相关肽β的产生。这些神经肽的上调对于触发宿主对肠蠕虫的防御至关重要,表明肠道内双向ENS-免疫通讯对调节肠道免疫至关重要。

参考消息:

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adn9850


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