Cell：揭示肠道肌层巨噬细胞限制肠道感染诱导的神经元死亡机制
来源：本站原创 2020-01-26 05:53
2020年1月26日讯/生物谷BIOON/---有时，肠道感染的结束仅仅是更多痛苦的开始。比如，在那些患有旅行性腹泻（traveler's diarrhea）的人中，少数不幸的人会患上一种称为肠易激综合征（IBS）的肠道慢性炎症。科学家们不确定这种情形如何发生，但是有些人认为肠道感染可能会通过损害肠道神经系统来导致肠易激综合征。在一项新的研究中，来自美国洛克
2020年1月26日讯/生物谷BIOON/---有时，肠道感染的结束仅仅是更多痛苦的开始。比如，在那些患有旅行性腹泻（traveler's diarrhea）的人中，少数不幸的人会患上一种称为肠易激综合征（IBS）的肠道慢性炎症。
科学家们不确定这种疾病如何发生，但是有些人认为肠道感染可能会通过损害肠道神经系统来导致肠易激综合征。在一项新的研究中，来自美国洛克菲勒大学的研究人员仔细研究了肠道中的神经元如何死亡以及免疫系统通常如何保护它们。这项研究以小鼠为研究对象，提供了关于肠易激综合征的新见解，并且可能有助于人们开发出潜在新的治疗方法。相关研究结果近期发表在Cell期刊上，论文标题为“Adrenergic Signaling in Muscularis Macrophages Limits Infection-Induced Neuronal Loss”。
控制炎症
在健康的肠道中，免疫系统必须在应对威胁和控制炎症反应以避免损害之间保持谨慎的平衡。论文通讯作者、洛克菲勒大学粘膜免疫学实验室主任Daniel Mucida说，“炎症有助于肠道抵御感染，但过多的炎症会造成持续的伤害。我们的研究探究了阻止炎症反应破坏神经元的复杂机制。”
为了了解肠道感染对神经系统的影响，Mucida和他的同事们给小鼠提供一种弱化的沙门氏菌（一种引起食物中毒的细菌），并分析了肠道内的神经元。他们发现这种细菌感染引起神经元的持续减少，这归因于这些神经元表达了两个基因Nlrp6和Caspase 11，从而导致特定类型的炎症反应。
这种炎症反应最终可以促使这些神经元经历某种形式的程序性细胞死亡。当这些研究人员操纵小鼠来特异性地消除神经元中的这两个基因时，他们发现死亡的神经元数量减少了。
论文共同第一作者、Mucida实验室研究生Fanny Matheis说，“这种细胞死亡机制已在其他类型的细胞中记录过，但是之前从未在神经元中发现过。我们认为这些肠道神经元可能是唯一以这种方式死亡的神经元。”
巨噬细胞营救
目前尚不清楚炎症是如何引起神经元自杀的，但是这些研究人员已有线索指出干扰这一过程是有可能的。这其中的关键可能在于一组特定的称为肌层巨噬细胞（muscularis macrophage）的肠道免疫细胞。
Mucida实验室的先前研究已表明这些细胞表达抗炎基因，并与神经元协同作用，以保持食物在消化道中的流动。如果这些神经元在感染中死亡，那么一个可能的结果是便秘---这是肠易激综合征的许多令人不适的症状之一。在近期的报道中，他们展示了巨噬细胞在感染过程中如何帮助神经元，从而改善了这种疾病的这一方面。
他们的实验表明巨噬细胞具有某种类型的受体分子，因而可以接收另一组神经元响应感染而释放的应激信号。一旦遭受激活，这种受体就会促使巨噬细胞产生称为多胺的分子，他们认为这种分子可能会干扰这种细胞死亡过程。
恢复正常
在其他的实验中，这些研究人员发现沙门氏菌感染会改变小鼠肠道内的微生物群落，而且当他们将这些小鼠的肠道菌群恢复至正常状态时，这些神经元也会恢复正常。
论文共同第一作者、Mucida实验室博士后研究员Paul Muller说，“通过利用我们对巨噬细胞的了解，人们可能思考干扰这种杀死神经元的炎症过程的方法。”
比如，人们可能通过提高饮食中的多胺含量或通过恢复肠道微生物群落来为肠易激综合征患者开发更好的治疗方法。鉴于短期应激反应似乎也具有保护作用，Muller认为靶向短期应激反应可能也有帮助。（生物谷 Bioon.com）
参考资料：
1.Fanny Matheis et al, Adrenergic Signaling in Muscularis Macrophages Limits Infection-Induced Neuronal Loss, Cell (2020). DOI: 10.1016/j.cell.2019.12.002.
2.Scientists examine how a gut infection may produce chronic symptoms
https://medicalxpress.com/news/2020-01-scientists-gut-infection-chronic-symptoms.html
科学家们不确定这种疾病如何发生，但是有些人认为肠道感染可能会通过损害肠道神经系统来导致肠易激综合征。在一项新的研究中，来自美国洛克菲勒大学的研究人员仔细研究了肠道中的神经元如何死亡以及免疫系统通常如何保护它们。这项研究以小鼠为研究对象，提供了关于肠易激综合征的新见解，并且可能有助于人们开发出潜在新的治疗方法。相关研究结果近期发表在Cell期刊上，论文标题为“Adrenergic Signaling in Muscularis Macrophages Limits Infection-Induced Neuronal Loss”。
图片来自Cell, 2020, doi:10.1016/j.cell.2019.12.002。
控制炎症
在健康的肠道中，免疫系统必须在应对威胁和控制炎症反应以避免损害之间保持谨慎的平衡。论文通讯作者、洛克菲勒大学粘膜免疫学实验室主任Daniel Mucida说，“炎症有助于肠道抵御感染，但过多的炎症会造成持续的伤害。我们的研究探究了阻止炎症反应破坏神经元的复杂机制。”
为了了解肠道感染对神经系统的影响，Mucida和他的同事们给小鼠提供一种弱化的沙门氏菌（一种引起食物中毒的细菌），并分析了肠道内的神经元。他们发现这种细菌感染引起神经元的持续减少，这归因于这些神经元表达了两个基因Nlrp6和Caspase 11，从而导致特定类型的炎症反应。
这种炎症反应最终可以促使这些神经元经历某种形式的程序性细胞死亡。当这些研究人员操纵小鼠来特异性地消除神经元中的这两个基因时，他们发现死亡的神经元数量减少了。
论文共同第一作者、Mucida实验室研究生Fanny Matheis说，“这种细胞死亡机制已在其他类型的细胞中记录过，但是之前从未在神经元中发现过。我们认为这些肠道神经元可能是唯一以这种方式死亡的神经元。”
巨噬细胞营救
目前尚不清楚炎症是如何引起神经元自杀的，但是这些研究人员已有线索指出干扰这一过程是有可能的。这其中的关键可能在于一组特定的称为肌层巨噬细胞（muscularis macrophage）的肠道免疫细胞。
Mucida实验室的先前研究已表明这些细胞表达抗炎基因，并与神经元协同作用，以保持食物在消化道中的流动。如果这些神经元在感染中死亡，那么一个可能的结果是便秘---这是肠易激综合征的许多令人不适的症状之一。在近期的报道中，他们展示了巨噬细胞在感染过程中如何帮助神经元，从而改善了这种疾病的这一方面。
他们的实验表明巨噬细胞具有某种类型的受体分子，因而可以接收另一组神经元响应感染而释放的应激信号。一旦遭受激活，这种受体就会促使巨噬细胞产生称为多胺的分子，他们认为这种分子可能会干扰这种细胞死亡过程。
恢复正常
在其他的实验中，这些研究人员发现沙门氏菌感染会改变小鼠肠道内的微生物群落，而且当他们将这些小鼠的肠道菌群恢复至正常状态时，这些神经元也会恢复正常。
论文共同第一作者、Mucida实验室博士后研究员Paul Muller说，“通过利用我们对巨噬细胞的了解，人们可能思考干扰这种杀死神经元的炎症过程的方法。”
比如，人们可能通过提高饮食中的多胺含量或通过恢复肠道微生物群落来为肠易激综合征患者开发更好的治疗方法。鉴于短期应激反应似乎也具有保护作用，Muller认为靶向短期应激反应可能也有帮助。（生物谷 Bioon.com）
参考资料：
1.Fanny Matheis et al, Adrenergic Signaling in Muscularis Macrophages Limits Infection-Induced Neuronal Loss, Cell (2020). DOI: 10.1016/j.cell.2019.12.002.
2.Scientists examine how a gut infection may produce chronic symptoms
https://medicalxpress.com/news/2020-01-scientists-gut-infection-chronic-symptoms.html
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