2024年7月10日,加州大学圣地亚哥分校Xin Sun通讯在Nature发表题为Brainstem Dbh+ neurons control allergen-induced airway hyperreactivity的文章,阐明了过敏原诱导的气道高反应性(哮喘的标志)的关键神经回路,提供了脑干如何处理过敏原信号和协调过度气道收缩的详细图谱。
孤束核(nTS)在这一回路中起着关键作用。反复暴露于过敏原后,nTS神经元被激活,引发一系列事件,最终导致气道高反应性。研究人员采用了哮喘小鼠模型,将动物暴露于常见过敏原屋尘螨中。他们观察到,在反复挑战过敏原后,激活的nTS神经元数量显著增加,表明这些神经元对高反应性的发展至关重要。进一步的研究表明,这些激活的nTS神经元通过将信号传递到疑核(nucleus ambiguus, NA)来驱动高反应性,疑核是一个控制副交感神经流出到肺部的脑干区域。NA反过来激活节后神经元,直接收缩气道。研究人员结合遗传和药理学工具证明,去甲肾上腺素是介导nTS和NA神经元之间交流的关键神经递质。
这项研究还揭示了被激活的nTS神经元的分子身份。单核RNA测序(snRNA-seq)显示,表达多巴胺β-羟化酶(Dbh+)的特定nTS神经元群体优先被过敏原激活。这些Dbh+神经元是高反应性发展所必需的,因为它们的清除或失活会减弱过度的气道收缩。此外,研究人员发现,即使在没有过敏原暴露的情况下,激活这些神经元也足以诱导高反应性。这种神经回路的发现为免疫系统、神经系统和肺部在哮喘病理生理学中的复杂相互作用提供了新的见解。作者表明,靶向这些脑干神经元可以为控制过敏原诱导的气道高反应性提供一种新的治疗方法,有可能减少对全身药物及其相关副作用的依赖。
总之,这项研究揭示了一种调节哮喘气道高反应性的关键神经通路。Dbh+nTS神经元被鉴定为该途径中的关键参与者,为理解和治疗这种慢性炎症疾病开辟了新的途径。这些发现为开发有针对性的神经调节策略,以缓解哮喘症状提高患者生活质量奠定了基础。