《Nature | 鉴定介导气道高反应性的脑神经元》

  • 来源专题:战略生物资源
  • 编译者: 李康音
  • 发布时间:2024-07-12
  • 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。

  • 原文来源:https://www.nature.com/articles/s41586-024-07608-5
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    • 编译者:李康音
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    • 2024年7月24日,奥胡斯大学Sren R Paludan、上海交通大学蔡宇伽共同通讯在Nature发表题为TMEFF1 is a neuron-specific restriction factor for herpes simplex virus的文章,将TMEFF1确定为单纯疱疹病毒1型(HSV-1)的神经元特异性限制因子(RF),能抵抗HSV-1导致的单纯疱疹脑炎(HSE)。这一发现揭示了中枢神经系统(CNS)防御病毒入侵的复杂机制,可能为新的治疗策略铺平了道路。 该研究采用全基因组CRISPR筛选揭示了TMEFF1作为HSV-1 RF的作用。TMEFF1在中枢神经系统的神经元中有独特的表达,并且独立于I型干扰素(IFN)系统运作。研究人员发现,人类干细胞来源神经元中TMEFF1的清除导致HSV-1感染后病毒复制增加和神经元死亡,突显了其在限制病毒在大脑中传播方面的关键作用。进一步的研究表明,TMEFF1在病毒进入水平上起作用,通过与nectin-1和非肌肉肌球蛋白重链IIA和IIB相互作用阻断HSV-1复制周期:这些蛋白质分别是病毒细胞结合和融合过程中不可或缺的一部分。值得注意的是,Tmeff1-/-小鼠在大脑中对HSV-1感染表现出更高的易感性,但在外周组织中没有,突显了Tmeff1保护作用的神经元特异性。 TMEFF1的神经元特异性作用表明,它可能是中枢神经系统内在抗病毒防御的关键组成部分,在不引发炎症的情况下,为病毒复制提供直接屏障。鉴于大脑容易受到过度炎症反应的影响,这一点尤其重要,可以避免炎症导致的严重神经损伤。该研究的结果也与之前关于HSE患者I型IFN-非依赖性抗病毒机制遗传缺陷的报道相一致,表明TMEFF1可能在维持病毒控制和中枢神经系统免疫介导的组织损伤之间的微妙平衡方面发挥关键作用。 总之,TMEFF1作为神经元特异性HSV-1 RF的发现强调了中枢神经系统内在抗病毒防御的重要性,并为开发靶向治疗来对抗大脑病毒感染开辟了新途径。
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    • 来源专题:重大新药创制—内分泌代谢
    • 编译者:李永洁2
    • 发布时间:2015-11-26
    • 线粒体蛋白乙酰化状态对于神经功能和脆弱性神经系统疾病的影响是未知的。本文表明,线粒体蛋白脱乙酰基酶SIRT3介导对于神经元生物能,氧化和兴奋性压力的适应性反应。皮质缺乏SIRT3会导致神经元谷氨酸高度敏感,并且引起钙超载,兴奋性毒性,氧化应激和线粒体应激。AAV介导的SIRT3基因传递恢复神经元的抵抗力。在亨廷顿氏症和癫痫中,SIRT3 - / - 小鼠表现出纹状体和海马神经元的脆弱性增加。 SIRT3缺乏会导致几个线粒体蛋白质,包括超氧化物歧化酶2和亲环素D处于高乙酰化水平。运动增加SIRT3的海马神经元中的表达,这是由兴奋性谷氨酸能神经传递介导的,并且是线粒体蛋白乙酰动态平衡和的神经保护作用至关重要运行。研究结果表明,SIRT3在神经生理抗变性的适应性反应中起着举足轻重的角色。