2024年5月1日，哥伦比亚大学Charles S. Zuker、Hao Jin共同通讯在Nature发表题为A body–brain circuit that regulates body inflammatory responses的文章，揭示了一种有效调控炎症反应的体-脑回路。
研究人员证明，外周免疫损伤，如脂多糖（LPS）给药，可以有效激活脑干内孤束尾核（caudal nucleus of the solitary tract, cNST）的神经元。值得注意的是，沉默这些LPS激活的cNST神经元会导致不受控制的炎症反应加剧，其特征是促炎细胞因子的急剧增加和抗炎介质的减少。相反，激活这些神经元可以抑制炎症，降低促炎细胞因子水平，同时增强抗炎反应。
通过单细胞RNA测序和功能成像实验，作者确定了表达多巴胺β羟化酶（dopamine beta-hydroxylase, DBH）的特定群体的cNST神经元是该免疫调节回路中的关键参与者。这些DBH+神经元的清除或激活分别再现了失调或抑制的炎症反应，突出了它们在维持免疫稳态中的关键作用。但是，大脑是如何感知和应对周围炎症的呢？作者证明了迷走神经感觉神经元的不同群体对促炎和抗炎细胞因子有选择性的反应，并将这些信息传递给cNST DBH+神经元。具体而言，TRPA1+迷走神经神经元对抗炎细胞因子IL-10有反应，而CALCA+神经元被促炎信号激活。值得注意的是，激活这些迷走神经群体模拟了直接调节cNST DBH+神经元的效果，强调了它们在神经免疫回路中的功能整合。
这一发现的治疗潜力是惊人的。在溃疡性结肠炎模型中，激活TRPA1+迷走神经神经元或cNST-DBH+神经元保护小鼠免受致命的LPS诱导的内毒素血症的影响，并改善疾病的严重程度。相反，这种回路的持续激活削弱了宿主清除细菌感染的能力，凸显了最佳免疫功能所需的微妙平衡。
这项开创性的工作揭示了一种以前未被重视的监测和调节炎症反应的体脑回路。通过确定关键的神经元参与者及其功能作用，作者为理解大脑如何调节免疫提供了一个框架，并为从自身免疫疾病到细胞因子风暴和感染性休克等一系列免疫疾病的治疗干预提供了令人兴奋的新途径。这一神经免疫轴的发现为我们理解神经系统和免疫系统之间复杂的相互作用开辟了一个新的前沿，为进一步探索免疫调节的神经回路及其开发新的免疫调节疗法的潜力铺平了道路。
