长期以来，神经系统和免疫系统一直被认为是人体中独立的实体，但新的研究发现，这两者在细胞中存在直接的相互作用。来自哈佛医学院、麻省理工学院布罗德研究所、哈佛大学、麻省理工学院、MGH拉根研究所、麻省理工学院和哈佛大学的科学家们发现，小鼠淋巴结周围的痛觉神经元可以调节这些小器官的活动，而这些小器官是免疫系统的关键部分。
发表在《细胞》杂志上的新研究揭示了调节神经系统和免疫系统之间交流的细胞。这也为进一步研究神经系统如何调节免疫反应(例如感染期间的免疫反应)铺平了道路。
“一旦你开始了解这些系统的结构和机制是什么他们执行生物握手,真的打开了一些巨大的机会去思考如何合理调节这些交互作为一个可能的治疗策略,“Shalek亚历克斯说,这项研究的文章的第二作者,Broad研究所成员,拉根成员,和化学副教授,一个核心医学工程和科学研究所的成员,也是麻省理工学院科赫综合癌症研究所的校外成员。
“我们的观察演示如何密切交织在一起的神经和免疫系统,但或许更重要的是,这项工作告诉我们,在疾病的设置,它可能会调整一个系统影响到其他的功能,”研究文章的第二作者乌尔里希·冯·Andrian爱德华Mallinckrodt Jr。布拉瓦尼克的免疫病理研究所教授哈佛医学院和雷根研究所正是从项目领导人。黄思义是冯·安德里安实验室的博士后研究员，是这篇论文的共同第一作者。
照亮淋巴结
先前的研究已经指出神经元和淋巴结之间可能存在联系。在这项新研究中，研究团队使用了多种方法，包括高级成像、逆行追踪、单细胞RNA测序和光遗传学，来绘制小鼠淋巴结内神经元、免疫细胞和其他类型细胞之间的连接。他们发现，起源于脊髓背根神经节的感觉神经元形成了一个网状结构，支配或连接整个淋巴结的外围。
在背根神经节的数千个感觉细胞中，研究小组发现只有少数细胞在单个淋巴结中促成了这种耦合。“我们在干草堆里发现了大约20根针，它们支配着淋巴结，”卡莉齐格勒(Carly Ziegler)说。卡莉齐格勒是哈佛大学和麻省理工学院的研究生，在沙勒克的实验室工作，是这项研究的共同第一作者。“在一组不同的神经元中识别并挑选出特定的细胞体是非常具有挑战性的。”
通过单细胞RNA测序分析这些感觉细胞的基因表达，研究小组发现这些细胞主要是疼痛感知神经元。进一步分析发现，这些神经元表达的基因具有高度多样性，与支配皮肤的感觉神经元相比，它们表达不同的突触蛋白和细胞表面分子，表明细胞间的通信方式不同。
为了确认神经元是否与淋巴结相互作用，研究人员在小鼠体内诱导了人工免疫反应，发现疼痛感知神经元的反应是在增大的淋巴结内增加它们的密度。这表明感觉神经元能够感知淋巴结的变化并对其做出有效的反应。
科学家们还发现这种交流是双向的:神经元本身可以调节淋巴结中的细胞。研究人员使用光遗传学技术来激活这些神经元，并观察淋巴结特定细胞的基因表达变化，包括内皮细胞。
这一发现表明，这些神经元不仅仅是旁观者。齐格勒说:“我们发现，它们实际上可以改变淋巴结的局部环境，而且似乎对特定的细胞和结构有特别的影响。”
研究人员正在继续学习更多关于这些神经元在淋巴结的作用,比如他们正在使用的机制与淋巴结,交互是否动员的特定部分免疫系统,如果这些细胞电路是缺乏或功能失调。
这项研究也为研究人员剖析体内其他系统之间的联系提供了一个框架。Shalek说:“我们开始研究如何将来自多个油田的工具包组合在一起。”“这将帮助我们获得新的生物学见解，了解我们的身体是如何作为一个单一的集成系统工作的。”
支持这项研究是由美国国立卫生研究院提供部分,塞尔学者计划,贝克曼年轻调查员计划,癌症研究Pew-Stewart学者计划,斯隆在化学,雷根研究所MGH正是从麻省理工和哈佛,霍华德·休斯医学研究所的达蒙·鲁尼恩癌症研究基金会奖学金。
