2024年3月21日，卡尔加里大学的研究人员在Cell发表题为Biofilm exopolysaccharides alter sensory-neuron-mediated sickness during lung infection的文章，探讨了生物膜相关的胞外多糖类（exopolysaccharide, EPS）在调节呼吸道感染期间的疾病行为中的作用。作者发现了细菌生物膜、宿主感觉神经元和中枢神经系统之间复杂的相互作用，揭示了一种新的机制，通过这种机制，产生生物膜的病原体可以在宿主中达成免疫逃逸。
研究人员利用一种基因组工程铜绿假单胞菌（P.aeruginosa）菌株，在小鼠肺部感染模型中比较产生EPS和不产生EPS的细菌对疾病行为的影响。他们发现，EPS阴性的铜绿假单胞菌和毒力大肠杆菌（E.coli）感染会导致严重的疾病、行为改变、炎症和体温过低，这是由肺TRPV1+感觉神经元中脂多糖（LPS）的TLR4检测介导的。相反，产生EPS的生物膜病原体能够避免引发导致疾病的肺脑感觉神经元反应。
这项研究强调了感觉神经元在检测微生物信号并将其传输到中枢神经系统中的重要性。具体而言，研究人员确定TRPV1+感觉神经元是肺炎期间疾病行为的介质，将这些神经元与下丘脑的室旁核（PVN）联系起来，促肾上腺皮质激素释放激素（CRH）神经元负责疾病行为和体温过低。
这项研究还揭示了EPS对疾病行为的不同影响，其机制上取决于TLR4。TLR4是LPS检测的关键受体，当感觉神经元中不存在TLR4时，疾病症状减轻，这表明EPS的作用是掩盖LPS不被TLR4检测到，从而抑制宿主的疾病反应。此外，研究人员探索了感觉神经元在大肠杆菌引起的严重肺炎中的作用，发现神经元TLR4对疾病和结果至关重要。这一发现强调了靶向感觉神经元在严重肺炎期间缓解疾病行为和改善临床结果的潜在治疗价值。
总的来说，这项研究为感觉神经元参与肺部感染期间疾病行为的调节提供了令人信服的证据，深入了解了产生生物膜的病原体逃避宿主免疫防御的机制，并指出了呼吸道感染管理的潜在治疗靶点。
