▎學(xué)術(shù)經(jīng)緯/報道

今天，來自哈佛醫(yī)學(xué)院（Harvard Medical School）的科學(xué)家們在《細(xì)胞》雜志上在線發(fā)表了一項頗令人感到意外的研究。在傳統(tǒng)印象里，神經(jīng)系統(tǒng)只是信息的接收者和傳遞者。但在這篇論文中，科學(xué)家們指出，它在抗擊細(xì)菌感染上卻一改印象里“唯唯諾諾”的作風(fēng)，選擇重拳出擊。

具體來看，這項研究專注的是一種叫做派伊爾結(jié)（Peyer's patches）的結(jié)構(gòu)。這是一種只存在于小腸壁上的結(jié)構(gòu)，由淋巴組織和免疫組織共同組成。在功能上，它能“掃描”腸道的環(huán)境，決定把哪些東西吞到腸子里。我們能攝入那么多營養(yǎng)，而不是攝入各種廢物，還多虧它們的幫忙。

那么，這種結(jié)構(gòu)是如何知道該“吃”什么的呢？原來啊，它們上頭有一些特殊的“M細(xì)胞”（microfold cells）。它們就像是大門，遇到營養(yǎng)物質(zhì)時就敞開，遇到有害物質(zhì)時則關(guān)閉。這套機(jī)制看起來很精巧，但卻會被有害的細(xì)菌所利用。比如沙門氏菌（Salmonella）就會分泌轉(zhuǎn)錄因子，促進(jìn)更多M細(xì)胞的形成，造出更多的大門。隨后，它們會強(qiáng)行扒拉開這些口子，讓更多沙門氏菌入侵腸道。根據(jù)美國疾病預(yù)防控制中心（CDC）的統(tǒng)計，每年都有100多萬人感染沙門氏菌，平均每天都有人因為感染而去世。

▲誰能想到，神經(jīng)系統(tǒng)還會主動出擊，抗擊細(xì)菌感染？（圖片來源：Pixabay）

讀到這里，可能有些朋友會問，這和神經(jīng)系統(tǒng)有什么關(guān)系呢？別急，接下來就是神經(jīng)系統(tǒng)登場的時間了。為了研究感知疼痛的腸道神經(jīng)元是否會對細(xì)菌感染起到保護(hù)作用，研究人員做了一個對比實(shí)驗：一組小鼠的神經(jīng)元功能完整，另外兩組小鼠的神經(jīng)元則失去了功能（分別使用遺傳學(xué)手段和化學(xué)手段）。

有意思的是，有著完整神經(jīng)元功能的那些小鼠，對沙門氏菌有著更好的抵抗功能。而背后的原因，則頗為出人意料——這些神經(jīng)元會直接分泌叫做CGRP的多肽，在大腦里，它和偏頭痛的發(fā)作有關(guān)。在腸道里，它也會讓沙門氏菌感到“頭痛”。原來，這種多肽會抑制M細(xì)胞的產(chǎn)生，這就無形中減少了沙門氏菌的入侵點(diǎn)。此外，CGRP還能夠促進(jìn)分段絲狀細(xì)菌（segmentous filamentous bacteria）的生長。這類細(xì)菌與沙門氏菌可以說是死對頭，會抑制后者對腸道的入侵。

▲本研究的圖示（圖片來源：參考資料[1]）

“很明顯，神經(jīng)系統(tǒng)直接作用于感染性的生物，并以多種方式調(diào)節(jié)免疫能力。” 本研究的通訊作者Isaac M. Chiu教授說道。研究人員也指出，這能夠解釋為何一些濫用止疼藥的人會更容易出現(xiàn)感染。此外，我們也有望通過調(diào)節(jié)神經(jīng)信號，來找到對抗腸道感染或炎癥的方法。

“我們的發(fā)現(xiàn)表明神經(jīng)系統(tǒng)不只是簡單的‘感知和警報’系統(tǒng)。在腸道里，神經(jīng)細(xì)胞不止有這些功能。它們還能調(diào)節(jié)腸道的免疫能力，維持腸道的穩(wěn)態(tài)，并積極提供抗擊感染的保護(hù)。” Chiu教授總結(jié)說道。

參考資料：

[1] Nicole Y. Lai et al., (2019), Gut-Innervating Nociceptor Neurons Regulate Peyer’s Patch Microfold Cells and SFB Levels to Mediate Salmonella Host Defense, Cell, DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2019.11.014

[2] More than a watchdog, Retrieved December 5, 2019, from https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-12/hms-mta120219.php

原標(biāo)題：今日《細(xì)胞》揭露神經(jīng)系統(tǒng)的另一新功能：面對細(xì)菌感染，我重拳出擊！