脑机启侦 | 小鼠神经通路揭示大脑如何调节习得免疫反应（02.12）

人类和其他动物的大脑已知有助于保护身体免受感染。过去的研究揭示了所谓的条件免疫反应（CIR）的存在，这是一种巴甫洛夫条件反射形式，涉及在特定感官刺激（如某种气味、味道等）和免疫调节剂（即影响免疫系统的物质）之间形成心理关联。

例如，如果一只动物在生病前多次品尝某种食物，再次体验相同的味道可以引发厌恶反应，甚至触发预期的免疫反应。尽管这种CIR已经被广泛记录，但其神经基础至今仍不明确。

研究介绍

海法大学的研究人员最近进行了一项研究，旨在更好地理解广泛报道的条件免疫反应（CIRs）背后的神经通路。他们的论文发表在《自然·神经科学》杂志上，概述了一条似乎介导雄性小鼠检索CIR的神经通路。

“我们的研究灵感来自神经科学和免疫学中一个长期存在的问题：大脑如何根据以往的经验调节免疫功能？”该论文的资深作者Kobi Rosenblum告诉Medical Xpress，“虽然已经确立了免疫系统可以通过适应性免疫‘记住’病原体，但大脑如何形成将感官体验（如味觉）与免疫反应联系起来的联想记忆仍不清楚。”

研究方法

Rosenblum及其同事最近研究的主要目标是确定哺乳动物大脑在遇到过去的感官刺激时检索学习免疫反应的确切神经回路。

为此，他们进行了一系列涉及小鼠的实验，特别检查了岛叶皮层（IC），这是一个已知参与感官感知和维持体内平衡（即体内稳定状态）的脑区。

“我们进行了经典的条件反射范式，在此过程中，小鼠首先暴露于一种新的味道（糖精）并与免疫挑战（脂多糖，LPS）配对。”Rosenblum解释道，“后来，当再次单独暴露于相同的味道时，我们观察到了免疫反应的重新激活，表明形成了学习关联。”

研究人员使用化学遗传工具选择性地操纵了IC中的神经活动，这些工具通过逆向腺相关病毒表达，专门表达了设计师药物激活的设计师受体（DREADDs）。这些本质上是无害的病毒，神经科学家用来在特定脑细胞中表达蛋白质，在这种情况下促使它们产生DREADDs。

“使用这些化学遗传工具，我们能够在精确的时间点抑制特定通路，”Rosenblum说，“此外，我们还使用了神经元激活的分子标记来绘制在检索条件免疫反应期间参与的具体神经网络。”

研究意义

Rosenblum及其同事收集的发现为小鼠CIR的神经通路提供了新见解。具体而言，它们表明前部IC和后部IC共同作用以检索这些学习的免疫反应。

“aIC编码免疫记忆的感觉和联想成分，而pIC将这些信息与免疫相关的信号整合在一起，”Rosenblum说，“破坏这两个区域之间的通信阻止了条件免疫反应，表明大脑基于学习经验积极调节免疫功能。”

这项研究揭示了一种新的神经机制，似乎在小鼠中调节学习后的免疫力。未来的研究可能会进一步探索这一机制，可能为开发通过行为干预和/或脑刺激治疗自身免疫性疾病的新策略提供信息。

“我们现在计划探讨类似的脑回路是否参与其他形式的脑-免疫相互作用，如应激诱导的免疫抑制或安慰剂效应，”Rosenblum补充道，“另一个令人兴奋的方向是识别IC内介导这些过程的具体神经递质和分子通路，这可能为新型神经调节疗法铺平道路。”

新闻来源：Nature Neuroscience

论文参考：DOI: 10.1038/s41593-024-01864-4.