波士顿儿童医院的科学家发现由耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(methicillin-resistant Staphylococcus aureus)感染引起的皮肤疼痛很可能是由于该细菌感染所致,而不是之前认为的集体免疫反应。更重要的是,研究人员发现一旦痛觉神经元"感受"到了该细菌,该神经元会一直免疫体系,这就加剧了细菌的毒性。该研究发表在近期的Nature杂志上。
该文章的第一作者Isaac Chiu博士表示,如果我们能够在感染部位阻断疼痛,我们就能很好的治疗细菌感染。但是令人惊异的是,我们发现痛觉神经元能够对细菌产生反应。于是我们就在动物模型上进行皮肤感染实验。结果发现一旦痛觉神经元被细菌激活就能够一直免疫系统功能。
为什么激活的痛觉神经元会抑制免疫系统对侵染的反应哪?科学家猜测可能是神经元试图保护机体,防止机体因炎症反应而遭到进一步的破坏--这其实是一种保护机制。
细菌与神经元的对话
研究发现S. aureus能够分泌两种类型的复合物来与感觉神经元进行交流,包括痛觉神经元:
N-formyl多肽:痛觉神经元具有感知该多肽的受体,如本研究发现的FPR1受体,当小鼠不能制造该受体时,小鼠的痛觉感受会下降。
孔洞形成毒素(Pore-forming toxins):其他类型的有害细菌也能释放该类蛋白,该蛋白锚定在感觉神经元末梢,形成大型孔洞,导致离子进入神经元触发该神经元释放疼痛信号。S. aureus表达一类称之为alpha毒素的孔洞形成毒素帮助该细菌在皮肤和肺脏中扩散。
抑制免疫系统功能
在小鼠模型中的进一步实验表明激活感觉神经元会以两种方法一直局部受感染区域的免疫反应:
天然免疫:激活的痛觉神经元降低中性粒细胞和单核细胞两类感染关键细胞的内流。在小鼠实验中,通过遗传手段减少痛觉神经元会导致免疫细胞数目急剧增加。研究人员进一步解释了神经元与免疫细胞交流的分子机制。一种机制是通过CGRP防止巨噬细胞产生TNF-alpha,而TNF-alpha是激发进一步针对细菌的免疫反应的关键信号。
排空淋巴结:正常情况下,感染细菌的抗原会从侵染部位聚集到淋巴结,而T细胞和B细胞中淋巴结中大量聚集会引起机体第二波的免疫反应。但是,研究人员发现激活的痛觉神经元能够减少T细胞和B细胞向淋巴结的迁移。
研究人员打算进一步揭示疼痛-细菌-免疫系统之间的关系,并研究缓解因细菌感染造成的疼痛的方法。
Chiu博士总结道,我们发现免疫系统并不是细菌感染造成疼痛的原因,而恰恰是细菌本身造成了机体疼痛。在治疗感染性疼痛的时候,我们需要考虑如何阻断病原体本身而不是免疫/炎症通路。
研究人员发现,胃癌与附近的感觉神经建立电连接,并利用这些恶性回路刺激癌症的生长和扩散。这是第一次发现神经和大脑外的癌症之间存在电接触,这增加了许多其他癌症通过建立类似联系而发展的可能性。这项研究公布在......
中国科学院生物物理研究所李龙研究组与美国西奈山伊坎医学院ScottRusso课题组合作,发现杏仁核皮质区雌激素受体α神经元在调控攻击行为和亲社会行为的转变中扮演了重要角色。日前,相关研究成果发表于《自......
减肥的时候是真想求自己别吃了,但是,往往意志打不赢食欲,还是想吃。正经来说,调控进食行为还得是饱腹感相关神经元。近日,来自哥伦比亚大学的研究团队发现了脑干中缝背核(DRN)中的一组可以调节饱腹感的肽能......
为什么人们吃饭时会突然觉得饱了?最近,美国哥伦比亚大学团队在小鼠的大脑中找到了答案:一种特殊的神经元担任“饱腹指挥官”,负责发出“停止进食”的指令。这项研究发表在最新一期《细胞》杂志上。新发现的神经元......
翻开任何一本神经科学教科书,对神经元的描述都大致相同——一个像变形虫一样的斑点状细胞体延伸出一条又长又粗的链。这条链就是轴突,它将电信号传递到细胞与其他神经元通信的终端。轴突一直被描绘成光滑的圆柱体,......
据最新一期《自然》杂志报道,借助由脑组织创建的神经元及其连接图——“连接组”,再结合人工智能(AI),美国与德国科学家达成了此前从未实现的突破:无需对活体大脑进行任何检测,便能预测单个神经元的活动。数......
科技日报讯 (记者张梦然)据最新一期《自然》杂志报道,借助由脑组织创建的神经元及其连接图——“连接组”,再结合人工智能(AI),美国与德国科学家达成了此前从未实现的突破:无需对活体大脑进行任......
图上的线条代表大脑皮层中与语言处理相关的各个区域之间的连接。当阅读时,这些区域的神经元会以精确同步的方式激发,这种现象被称为共同涟漪。图片来源:加州大学圣迭戈分校大脑各区域是如何交流、整合信息,最终形......
图上的线条代表大脑皮层中与语言处理相关的各个区域之间的连接。当阅读时,这些区域的神经元会以精确同步的方式激发,这种现象被称为共同涟漪。图片来源:加州大学圣迭戈分校科技日报讯(记者张梦然)大脑各区域是如......
构建更加通用的人工智能,让模型具有更加广泛和通用的认知能力,是当前人工智能(AI)领域发展的最大目标。目前流行的大模型路径是基于“尺度定律”(ScalingLaw)去构建更大、更深和更宽的神经网络,可......