科学家发现大脑中的免疫系统开关

科学家早已知道大脑会影响免疫系统，但具体机制一直是个谜。现在，科学家们在大脑干细胞中发现了感知身体周边免疫信号的神经元，这些神经元作为免疫反应的总调节器，能控制体内炎症。

这项发表于《自然》杂志的研究表明，大脑在大脑促进炎症的分子信号和抑制炎症的信号之间保持着微妙的平衡。这一发现可能带来治疗自身免疫性疾病和其他因免疫反应过度引起的疾病的新方法。

耶鲁大学的免疫学家 Ruslan Medzhitov表示，这项发现就像黑天鹅事件一样出乎意料，但揭晓后又合情合理。科学家们知道脑干有很多功能，例如控制呼吸等基本过程。但他补充说，这项研究“表明存在着我们甚至从未预料到的一整个生物层级”。

大脑在监视

免疫系统在感知入侵者后会释放大量免疫细胞和促进炎症的化合物。这种炎症反应必须得到精细的控制：如果太弱，身体更容易受到感染；如果太强，则会损害身体自身的组织和器官。

之前的研究表明，迷走神经(vagus nerve)-连接身体和大脑的大网络神经纤维-会影响免疫反应。然而，由免疫刺激激活的特定脑神经元一直难以捉摸，马里兰州贝塞斯达美国国立过敏和传染病研究所的神经免疫学家 Hao Jin说，他领导了这项研究。

为了研究大脑如何控制身体的免疫反应，Jin和他的同事在给小鼠腹部注射引发炎症的细菌化合物后监测了脑细胞的活动。

研究人员在大脑干中发现了响应免疫触发而激活的神经元。用药物激活这些神经元可以降低小鼠血液中的炎症分子水平。与功能性脑干神经元的小鼠相比，沉默这些神经元会导致失控的免疫反应，炎症分子数量增加300%。这项研究的共同作者、纽约市哥伦比亚大学的神经科学家 Charles Zuker说，这些神经细胞在大脑中就像“一个变阻器，确保炎症反应保持在适当的水平”。

进一步的实验揭示了迷走神经中两组不同的神经元：一组响应促炎性免疫分子，另一组响应抗炎性分子。这些神经元将信号传递到大脑，使大脑能够监测正在发生的免疫反应。对于免疫反应过度的小鼠，人工激活携带抗炎信号的迷走神经元可以减轻炎症。

Jin说，找到控制这种新发现的身体-大脑网络的方法可以为修复各种疾病的破坏性免疫反应提供一种方法，例如自身免疫性疾病甚至长新冠(long COVID)-一种 SARS-CoV-2感染后数年仍可能持续的 debilitating syndrome这种使人衰弱的综合症。

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Zuker说，有证据表明针对迷走神经的疗法可以治疗多发性硬化症和类风湿性关节炎等疾病，这表明靶向携带免疫信号的特定迷走神经元可能对人类有效。但是，他警告说，“这需要做很多工作”。

马萨诸塞州波士顿哈佛医学院的神经科学家 Stephen Liberles说，除了研究中发现的神经网络之外，身体可能还有其他途径将免疫信号传递到大脑。此外，大脑如何向免疫系统发送信号以调节炎症的机制仍不清楚。“我们只是触及了表面，”他说，“我们需要理解大脑和免疫系统如何相互作用的规则手册。”