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Nat Neurosci:中国科技大学张智等团队合作发现神经性疼痛介导外周免疫反应的新机制

来源:生物探索 2024-02-06 14:11

大脑和免疫器官之间的串扰是一个新兴的研究课题,但人们对大脑和免疫器官在对疼痛的反应中进行交流的神经解剖学和分子基质知之甚少。

中国科技大学张智、白丽、安徽医科大学田仰华、陶文娟共同通讯在Nature Neuroscience (IF 25)在线发表题为“Somatosensory cortex and central amygdala regulate neuropathic pain-mediated peripheral immune response via vagal projections to the spleen”的研究论文,该研究发现急性和慢性神经性疼痛的雄性小鼠脾脏T辅助2 (TH2)免疫细胞反应受到不同的调节,迷走神经背运动核(AChDMV)中的乙酰胆碱能神经元直接支配脾脏。

 

结合体内记录和免疫细胞谱显示,疼痛介导的外周TH2免疫反应有以下两个不同的回路参与:初级体感皮层谷氨酸能神经元(GluS1HL)→AChDMV→脾回路和杏仁核中央核GABA能神经元(GABACeA)→AChDMV→脾回路。急性疼痛状态引起GluS1HL神经元对脾脏突出的AChDMV神经元的兴奋增加,脾脏TH2免疫细胞比例增加。慢性疼痛增加GABACeA神经元对脾脏突出的AChDMV神经元的抑制,脾脏TH2免疫细胞减少。因此,该研究证明了大脑如何在脾脏中编码疼痛状态特异性免疫反应。

 

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免疫紊乱是疼痛患者常见的共病,这表明疼痛和免疫反应之间存在潜在的关系。大脑和免疫器官之间的串扰是一个新兴的研究课题,但人们对大脑和免疫器官在对疼痛的反应中进行交流的神经解剖学和分子基质知之甚少。

 

脾是人体最大的淋巴器官,具有免疫、造血和炎症等功能。先前的研究报道了腹腔神经节脾脏的儿茶酚胺能神经支配,并表明脾脏功能是通过释放去甲肾上腺素来控制的。传出自主神经为脑与外周的交流提供了一个通道,从而影响各种调节结果。传出迷走神经发源于脑干延髓的迷走神经背侧运动核(DMV) ,向胸腔和腹腔的内脏器官投射,包括肺、心、肝、胃肠道、肾和胰腺。然而,DMV是否直接投射到脾脏仍然存在争议。因此,DMV投射到脾脏的神经解剖学基础和潜在功能仍然未知。

 

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脑回路介导脾脏对神经性疼痛的免疫反应(Credit: Nature Neuroscience)

 

以往关于应激、机械损伤和感染的研究报道了脾免疫细胞影响病理生理状态。例如,高平台站立压力已被证明可以刺激脾浆细胞的形成,最近的证据表明,脾和骨髓中的T细胞与骨关节炎关节疼痛的发病机制有关。然而,脾免疫细胞参与神经性疼痛调节的机制尚不清楚。

 

该研究检查了小鼠的神经性疼痛模型,并着重于确定使大脑与脾脏沟通的机制。这项研究揭示了不同疼痛状态下大脑对免疫的不同控制机制。TH2脾脏免疫细胞在神经性疼痛诱导后不久增加,但也显示TH2脾脏免疫细胞群在长期疼痛中减少。研究人员确定了AChDMV直接投射到脾脏。结合体内记录和光遗传学操作研究揭示了GluS1HL→AChDMV→脾脏回路,通过该回路,GluS1HL神经元群体在初始疼痛时的兴奋导致脾脏TH2免疫细胞比例增加。长期疼痛引起GABACeA神经元群的激活,并表明GABACeA→AChDMV→脾脏回路可以解释这些小鼠脾脏TH2免疫细胞群的减少。因此,该研究证明了大脑如何在脾脏中编码疼痛状态特异性免疫反应。

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