Nature：揭示脑干中的ADCYAP1神经元诱发生病反应

当我们感觉身体不舒服时，我们倾向于少吃、少喝、少动。我们并不孤单---大多数动物在对抗感染时都会减少这三种行为。

如今，在一项新的研究中，来自美国洛克菲勒大学和中国复旦大学的研究人员指出了控制这些反应---生病行为（sickness behavior）---的神经元簇。通过激起小鼠的免疫反应，他们证实脑干中的一个特定细胞群能有效地诱发这三种明显的生病行为。此外，抑制这些神经元会削弱这种生病反应中的每一种行为要素。这些研究结果将炎症与调节行为的神经通路直接联系起来，使人们深入了解免疫系统如何与大脑相互作用。相关研究结果发表在2022年9月22日的Nature期刊上，论文标题为“Brainstem ADCYAP1+ neurons control multiple aspects of sickness behaviour”。

论文通讯作者、洛克菲勒大学的Jeffrey M. Friedman教授说，“我们仍然处于试图了解大脑在感染中的作用的早期阶段。但有了这些结果，我们现在有了一个独特的机会来问：当你生病的时候，你的大脑是什么样的？”

生病行为已被证明在动物从感染中恢复的过程中发挥着重要作用。之前的研究证实了这一理论，表明动物在生病时被迫进食会显著增加死亡率。论文第一作者、Friedman实验室前研究生Anoj Ilanges说，“感染期间的这些行为变化对生存真地很重要。”

但是人们一直不清楚大脑是如何协调这种几乎普遍存在的拒绝吃饭和蜷缩在被窝里的冲动与感染的发生。因此，Friedman和Ilanges着手绘制小鼠生病行为背后的大脑区域。

这些作者首先让小鼠接触脂多糖（LPS），即能激活免疫系统并能有效诱发生病行为的细菌细胞壁中的组分。注射LPS后不久，在一个称为迷走神经背侧复合体（dorsal vagal complex）的脑干区域，在表达神经肽ADCYAP1的神经元群体中出现了活动高峰。为了证实他们找到了正确的脑细胞，他们随后激活了健康小鼠体内的这些神经元，结果发现这些小鼠的吃喝和移动都减少了。相反，当让ADCYAP1神经元失活时，LPS对这些行为的影响明显减少。

NTS-AP神经元调节生病行为。图片来自Nature, 2022, doi:10.1038/s41586-022-05161-7。

Friedman说，“我们不知道是相同还是不同的神经元在调节这些行为中的每一种。我们发现单个神经元群体似乎在调节这种生病反应中的每种行为要素，这令人吃惊。”

然而，这些作者对这一脑干区域参与调控生病行为并不完全惊讶。迷走神经背侧复合体是中枢神经系统为数不多的生理交叉点之一，在那里，由于没有血脑屏障，血液中的循环因子可以直接向大脑传递信息。Friedman说，“这个区域已成为大脑的一种警报中心，传达有关厌恶或有毒物质的信息，这些信息往往会减少食物摄入。”

在未来几个月里，Friedman团队打算将这些发现纳入他们了解调节进食行为的生理信号和神经回路的总体目标。他们特别感兴趣的是了解为何即使是经培育后贪吃的小鼠在暴露于细菌感染时也会停止进食。

与此同时，Ilanges计划研究其他大脑区域在应对感染方面发挥什么作用，以便扩大我们对大脑在这一关键过程中的作用的认识。他说，“我们研究了大脑的一个区域，但还有许多其他区域会随着免疫反应而被激活。这为我们打开了一扇门，探究在感染期间大脑整体上在做什么。”（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

1. Anoj Ilanges et al. Brainstem ADCYAP1+ neurons control multiple aspects of sickness behaviour. Nature, 2022, doi:10.1038/s41586-022-05161-7.

2. The brain cells that slow us down when we're sick
https://phys.org/news/2022-10-brain-cells-sick.html