一个简单的胃病可能会造成很大的伤害。有 1 亿个神经元散布在胃肠道中——直接的——可以被肠道感染消灭，这可能导致长期的胃肠道疾病。
但肠道感染可能有好处。一项新研究发现，感染细菌或寄生虫的小鼠会产生一种独特的耐受形式，这与教科书的免疫反应完全不同。该研究发表在Cell 上，描述了肠道巨噬细胞如何通过屏蔽肠道神经元来应对先前的损伤，防止它们在未来病原体袭击时死亡。这些发现最终可能对肠易激综合征等疾病具有临床意义，肠易激综合征与肠道神经元的失控死亡有关。“我们描述了一种在原发感染消失后仍然存在的先天记忆，”洛克菲勒的丹尼尔·穆西达说。“这种耐受性不是为了杀死未来的病原体，而是为了应对感染造成的损害——保留肠道中的神经元数量。”
神经元死亡原因
肠道神经系统被称为人体的“第二大脑”，是大脑之外最大的神经元和神经胶质库。胃肠道自身的神经系统或多或少是自主存在的，没有来自大脑的重要输入。它通过法令控制营养物质和废物的运动，以周围神经系统中其他任何地方都没有的权威来协调局部液体交换和血液流动。如果这些神经元死亡足够多，胃肠道就会失控。Mucida 及其同事去年报告说，小鼠肠道感染可以杀死啮齿动物的肠道神经元，对肠道运动造成灾难性后果。当时，研究人员指出，IBS 的症状与人们预期肠道神经元大量死亡时可能会看到的情况非常相似——这增加了一种可能性，即其他轻微的肠道感染可能比其他人更多地破坏肠道神经元，导致便秘和其他原因不明的胃肠道疾病。研究人员想知道身体是否有某种机制可以防止感染后神经元丢失。在之前的工作中，该实验室确实证明了肠道中的巨噬细胞会产生特殊的分子，可以防止神经元因压力而死亡。一个假设开始形成。“我们知道肠道感染会导致神经元丢失，而且我们知道巨噬细胞可以防止神经元细胞死亡，”Mucida 说。“我们想知道我们是否真的在寻找单一途径。先前的感染是否会激活这些巨噬细胞以保护未来感染中的神经元？”
细菌与寄生虫
博士后研究员 Tomasz Ahrends 和其他实验室成员首先用非致死性沙门氏菌菌株感染小鼠，沙门氏菌是食物中毒的标准细菌来源。小鼠在大约一周内清除了感染，在此过程中失去了许多肠道神经元。然后，他们用另一种类似的食源性细菌感染了同样的老鼠。这一次，小鼠的肠神经元没有进一步丧失，这表明第一次感染产生了一种防止神经元丢失的耐受机制。科学家们发现，常见的寄生虫感染也有类似的影响。“与致病细菌相比，蠕虫等一些寄生虫已经学会了在我们体内生活而不会对组织造成过度伤害，”他说。事实上，这个寄生虫家族，包括吸虫、绦虫和线虫，以比高度敌对的细菌更微妙的方式感染。但它们也引发了更大、更深远的保护。Mucida 发现，在原发性细菌感染期间，神经元会召唤巨噬细胞，巨噬细胞会冲向该区域并保护其脆弱的细胞免受未来的攻击。然而，当蠕虫潜入肠道时，T 细胞会招募巨噬细胞，将它们甚至送到肠道的远处部分，以确保整个肠道神经元都免受未来的伤害。归根结底，通过不同的途径，细菌和蠕虫感染都导致肠道神经元受到保护。接下来，Tomasz Ahrends在宠物店的老鼠身上重复了这项实验。“野外的动物很可能已经感染了其中的一些，”他说。“我们希望对神经元损失有预设的耐受性。” 事实上，这些动物没有因任何感染而遭受神经元损失。“总的来说，他们有很多蠕虫，”穆西达说。“寄生虫感染发挥了作用，防止了我们在实验室隔离动物身上看到的神经元丢失。”Mucida 现在希望确定胃肠道中神经元丢失的确切影响。“我们观察到，动物在神经元丢失后会消耗更多的卡路里而不会增加更多的体重，”他说。“这可能意味着肠道神经元的丧失也会影响营养物质的吸收、代谢和热量摄入。”神经元丢失的后果可能比我们预期的要多，”他补充道。Mucida 认为，这项研究有助于更全面地了解 IBS 和相关疾病的根本原因。“一种推测是，您一生中肠道神经元的数量是由儿童早期感染决定的，这可以防止您在每次后续感染后丢失神经元，”Mucida 解释说。由于某种原因没有产生耐受性的人可能会在一生中随着每次后续感染而继续失去肠道神经元。未来的研究将探索保护肠道神经元的替代方法，有望为治疗铺平道路。
Story Source:
Materials provided by Rockefeller University. Note: Content may be edited for style and length.
Journal Reference:
Tomasz Ahrends, Begüm Aydin, Fanny Matheis, Cajsa H. Classon, François Marchildon, Gláucia C. Furtado, Sérgio A. Lira, Daniel Mucida. Enteric pathogens induce tissue tolerance and prevent neuronal loss from subsequent infections. Cell, 2021; DOI: 10.1016/j.cell.2021.10.004
