人體免疫：人體的2個重要係統之間，有何聯係？

研究人員發現小鼠感覺神經纖維（紅色）與淋巴結（綠色）的相互作用。來源：Siyi Huang, John Austin, Najat Mannoun
長期以來，身體的神經係統和免疫係統被認為是相互獨立的體係，但是新的研究發現，兩者之間有直接的細胞相互作用。來自哈佛醫學院（Harvard Medical School）、麻省哈佛研究所（博德研究所，the Broad Institute of MIT and Harvard, MIT）、麻省理工學院（MIT）和麻省總醫院麻省哈佛Ragon研究所（the Ragon Institute of MGH, MIT and Harvard）的科學家發現，痛覺神經元圍繞著小鼠的淋巴結，並能調節淋巴結的活性，這都是免疫係統的關鍵組成。
該項新研究發表在《細胞》（Cell），揭示了細胞介導的免疫係統與神經係統的相互交流。它還為進一步的研究鋪平道路，有助於闡明神經係統如何調節免疫反應，如感染的過程。
研究的共同作者、Broad研究所成員、Ragon研究所成員、化學副教授、醫學工程與科學研究所核心成員、麻省理工的整合癌症研究Koch研究所（the Koch Institute for Integrative Cancer Research）編外成員Alex Shalek說：“一旦你弄明白了這些係統是如何構成的、通過何種機製進行生物學意義的‘握手’，簡直就是大開眼界，由此可以去思考如何合理地調節這些相互作用，並且可能把它用於治療方案。”
哈佛醫學院免疫病理學教授、Ragon研究所的項目領導Ulrich von Andrian是研究的共同作者。von Andrian 實驗室的博士後成員Siyi Huang 是論文的共同第一作者。


圖片來源：Pixabay
明察秋毫於淋巴結
先前的研究指出神經元和淋巴結可能存在一個潛在聯係。新的研究中，研究團隊使用了一係列方法，包括更先進的成像、逆行神經示蹤、單細胞RNA測序和光遺傳學技術，借此標記小鼠的神經元、免疫細胞和淋巴結其他細胞之間的連接。他們發現，來源於脊髓特定區域（名為脊神經節）的感覺神經元形成了一個網絡，支配或者說是連接淋巴結的整個周邊。
脊神經節有幾千個感覺細胞，研究團隊從中分離了一小撮細胞，它們在單個淋巴結的網絡耦聯發揮作用。哈佛大學和麻省理工的研究生、研究的共同第一作者、工作於Shalek的實驗室的Carly Ziegler說：“我們發現，20個神經元在支配一個淋巴結，發現的過程就像大海撈針。在各種各樣的神經元中，確定並分離特定的細胞非常有挑戰性。”

圖片來源：Pixabay
研究團隊使用單細胞RNA測序來分析這些感覺細胞的基因表達情況，發現這些細胞主要是痛覺神經元。進一步的研究闡明，這些神經元具有高度的基因表達多樣性，與支配皮膚的神經元相比，這些痛覺神經元表達了不同的突觸蛋白和細胞表麵分子，預示著截然不同的細胞間交流模式。
為了證實神經元是否與淋巴結存在相互作用，研究人員人工誘發了小鼠身上的免疫反應，發現痛覺神經元在腫大的淋巴結內增加了分布密度。這表明感覺神經能夠感受，並有效地應對淋巴結內的改變。
科學家還發現，這種交流是雙向的：神經元自身可以調節淋巴結內的細胞。研究人員使用光遺傳學技術，激活這些神經元，觀察到淋巴結中特定細胞的基因表達改變，其中包括內皮細胞。
這一發現表明，這些痛覺神經元並不僅僅是旁觀者。Ziegler說：“我們發現痛覺神經元能大範圍改變淋巴結的局部環境，並且似乎能特異地影響特定的細胞和結構。”
研究人員正在繼續研究淋巴結內的這些神經元的更多作用，如神經元使用何種機製與淋巴結相互作用，神經元是否是活化了免疫係統的特定部分，以及如果這些細胞回路缺失或發生功能障礙時會發生什麽。
這項研究還為研究人員提供了一個用於分析人體其他係統聯係的框架。Shalek說：“我們將開始尋求新方法，把來自多個領域的研究工具結合在一起。那樣會幫助我們獲得全新的生物學視野，發現我們身體作為單一整合係統時運作的機理。”
撰文：Claudia Lopez Lloreda
翻譯：陳振翀
審校：巢栩嘉
引進來源：medicalxpress
引進鏈接：https://medicalxpress.com/news/2020-12-cellular-nervous-immune.html


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