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Nature|庆应义塾大学的Toshiaki Teratani团队最新研究发现刺激肝-脑-肠轴神经反射弧调节肠道免疫的相关机制
来源: | 作者:康森特生物科技 | 发布时间: 2024-07-31 | 2639 次浏览 | 分享到:

最近的临床和实验证据引发了用肠脑轴的概念来解释中枢神经系统和肠道微生物群之间的相互作用的热潮,这些相互作用与炎症性肠病和中枢神经系统疾病的双向作用密切相关。

尽管我们最近对神经免疫相互作用的理解取得了进展,但肠道和大脑如何沟通以维持肠道免疫稳态,包括诱导和维持外周调节性T细胞(pT reg 细胞),以及环境因素会促使身体保护自己免受炎症性肠病的机制仍不清楚。

2020年6月,庆应义塾大学医学部的Toshiaki Teratani团队在《Nature》上发表的一篇名为《The liver–brain–gut neural arc maintains the Treg cell niche in the gut》(IF=54.4)的文章,揭示了神经系统与肠道微环境的调节机制。

文中提到:肝迷走感觉传入神经负责间接感知肠道微环境,并通过迷走神经左肝总支将感觉传递到脑干孤束核,最终将反射到迷走副交感神经和肠神经元。

这便是肝-脑-肠轴神经反射弧,通过这种神经反馈调节确保肠道中调节T细胞的适当分化和维持。

实验使用野生型5周龄雄性无菌小鼠,分为八组,每组4只,肠微环境感知传入阻滞模型组小鼠两组,对应两组假手术组小鼠;脑干孤束核传入阻滞模型组小鼠两组,对应两组假手术组小鼠。

首先切断小鼠肝迷走感觉传入神经构建肠微环境感知传入阻滞模型;

结扎迷走神经左肝总支构建脑干孤束核传入阻滞模型;使用在体多通道电生理系统验证两种模型组小鼠手术部位神经活动状态。

待小鼠手术恢复一段时间后,分别取手术组小鼠和假手术组小鼠使用流式细胞仪测定肠道内和脾脏内的调节T细胞数量。

(图1.肠微环境感知传入阻滞模型组小鼠调节T细胞数量与假手术组对比,模型组数量显著降低)


(图2.脑干孤束核传入阻滞模型组小鼠调节T细胞数量与假手术组对比,模型组数量显著降低)


接着等待所有小鼠手术恢复后,对其诱发肠道炎。

最后用乙酰胆碱治疗肠微环境感知传入阻滞模型组小鼠和脑干孤束核传入阻滞模型组小鼠,对所有小鼠使用流式细胞仪测定其调节T细胞数量,发现所有模型组小鼠调节T细胞数量均趋于正常,且肠道炎症痊愈。

(图3.肠微环境感知传入阻滞模型组小鼠和脑干孤束核传入阻滞模型组小鼠乙酰胆碱治疗前后调节T细胞数量对比)


本文章揭示了外源性迷走神经反射的活动,它连接了肝迷走神经感觉传入神经、肝迷走神经总支,脑干孤束核和迷走神经传出神经以及肠神经元,刺激乙酰胆碱激活抗原呈递细胞(mAChR +  apc)并维持外周调节性T细胞的储库。

(图4.肝-脑-肠轴神经反射弧示意图)


一项回顾性研究表明,新发抑郁症患者发生炎症性肠病的风险增加 ,自主神经失衡可能参与诱导炎症性肠病的发病机制。控制食欲、食物奖励等行为,癌症、脂肪肝、帕金森病和其他神经疾病等可能直

作用在肝-肠-脑神经反射弧上。本发现为肝脏和中枢神经系统介导的组织特异性免疫细胞数量调节提供了一个独特的视角,该方法调节肠道调节T细胞的表达水平并预防潜在的肠道炎症。

而且肝-脑-肠神经弧的功能障碍会使肠道易发生炎症,文章表明了肝-脑-肠神经弧的重要作用,它指出免疫调节的生态位并微调肠道中的免疫反应。针对这一肝-脑-肠神经弧的干预措施可以在炎性肠病(IBD 49) 、传染病和肠道癌症的治疗方面提供广泛的应用。



(参考文献:Teratani, T., Mikami, Y., Nakamoto, N. et al. The liver–brain–gut neural arc maintains the Treg cell niche in the gut. Nature 585, 591–596 (2020). )

原文链接:https://doi.org/10.1038/s41586-020-2425-3


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