痛感应肠道神经元可防止炎症

根据威尔康奈尔医学研究人员的一项研究，感知疼痛的神经元通过调节肠道中的微生物群落来保护肠道免受炎症和相关组织损伤。

研究人员的报告发表在 10 月 14 日的《细胞》杂志上，他们在一个临床前模型中发现，肠道中的痛觉神经元会分泌一种叫做 P 物质的分子，这种分子似乎可以通过增加有益微生物的数量来防止肠道炎症和相关的组织损伤。在肠道。研究人员还发现，在患有炎症性肠病(IBD)的人群中，这些疼痛感应神经的数量减少，其疼痛信号基因显着中断。

“这些发现重塑了我们对慢性炎症性疾病的看法，并开辟了一种全新的治疗干预方法，”该研究的资深作者、弗里德曼中心主任、吉尔·罗伯茨炎症性肠病研究所所长 David Artis 博士说营养和炎症和威尔康奈尔医学的 Michael Kors 免疫学教授。

该研究的第一作者、Artis 实验室的博士后研究员张文博士补充说：“为这些特定神经元定义一种以前未知的感觉功能来影响微生物群，这增加了对宿主-微生物群相互作用的理解。”

IBD 涵盖两种不同的疾病，即克罗恩病和溃疡性结肠炎，据信影响了数百万人。通常使用直接针对免疫系统元素的药物进行治疗。科学家们现在认识到肠道细菌和其他微生物也有助于调节肠道炎症。

正如阿蒂斯博士的实验室和其他人近年来所表明的那样，与大多数器官“相连”的神经系统似乎是身体屏障表面免疫系统的另一个强大调节器。在这项新研究中，Artis 博士和他的团队专门检查了支配肠道的疼痛神经元——将它们的神经末梢延伸到肠道中。

这些支配肠道的疼痛神经元，其细胞于脊柱下部，表达一种称为 TRPV1 的表面蛋白，它是疼痛相关信号的受体。例如， TRPV1 可以被高温、酸和辣椒复合辣椒素激活，大脑将这种激活转化为灼痛感。研究人员发现，沉默肠道神经中的这些 TRPV1 受体，或删除表达 TRPV1 的神经元，会导致 IBD 小鼠模型中更严重的炎症和组织损伤，而激活受体则具有保护作用。

研究人员观察到，TRPV1阻断小鼠的炎症和组织损伤恶化与不同种类肠道细菌的相对种群变化有关。当这种改变的细菌群被移植到正常小鼠体内时，它同样会导致对炎症和损伤的易感性恶化。相比之下，即使在 TRPV1 阻断的小鼠中，广谱抗生素治疗也可以逆转这种易感性。这一结果表明，表达 TRPV1 的神经主要通过帮助维持健康的肠道微生物群来保护肠道。

科学家们发现强有力的证据表明，表达 TRPV1 的神经的这种微生物影响作用的很大一部分来自神经分泌的一种称为 P 物质的分子——他们观察到这种分子可以自行逆转阻断 TRPV1 的大部分有害影响。实验还表明，神经元和微生物之间的信号传导是双向的——一些细菌物种可以激活表达 TRPV1 的神经，使它们产生更多的 P 物质。

为了确认与人类的相关性，研究人员检查了 IBD 患者的肠道组织，发现 TRPV1 和 P 物质基因活性异常，以及 TRPV1 神经的总体迹象较少。

“这些患者的痛觉神经受损，这可能导致了他们的慢性炎症，”张博士说。

确切地说，P 物质如何对肠道微生物群产生影响，以及这些微生物如何“反击”，这些都是研究人员现在试图在正在进行的研究中回答的问题。但迄今为止的结果表明，下一代治疗 IBD 和其他疾病的抗炎药可能是针对神经系统的化合物。

“目前很多抗炎药只对部分患者有效，制药公司真的不知道为什么，”阿蒂斯博士说。“也许是因为，当谈到慢性炎症时，我们只看到了其中的一部分，而现在其余的，包括神经系统的作用，开始成为焦点。”