首頁資訊中國科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)，辣椒素可借此增強抗病毒

中國科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)，辣椒素可借此增強抗病毒

來源：泰然健康網(wǎng) 時間：2024年05月24日 09:38

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由我國國家生物醫(yī)學(xué)分析中心南湖實驗室李慧艷、張宇程和周濤領(lǐng)銜的研究團隊，在頂級期刊《細胞》上發(fā)表一項重磅研究成果[1]。

他們首次發(fā)現(xiàn)，起源于左側(cè)胸椎第8–13背根神經(jīng)節(jié)的痛覺神經(jīng)元，會沿著血管在脾臟中蔓延，深入到B細胞所在區(qū)域；而且飲食中的辣椒素可以激活痛覺神經(jīng)元，進而增強脾臟生發(fā)中心反應(yīng)（特異性抗體產(chǎn)生等）和抗流感免疫力。

這一發(fā)現(xiàn)為通過靶向痛覺神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)體液免疫提供了新思路。南湖實驗室的吳敏、宋廣平、李佳凝和宋增慶為論文共同第一作者。

▲ 論文首頁截圖

最近幾年，神經(jīng)免疫學(xué)是一個研究熱點，而且出了很多重要的研究成果。

例如，早在2020年，清華大學(xué)和上?？萍即髮W(xué)的研究人員就首次發(fā)現(xiàn)：在隨后的4年里，陸續(xù)有研究發(fā)現(xiàn)外周神經(jīng)中的自主神經(jīng)（植物神經(jīng)）也可以調(diào)節(jié)脾臟的免疫反應(yīng)[3,4]；然而，外周神經(jīng)中的感覺神經(jīng)是否可以調(diào)節(jié)脾臟的免疫反應(yīng)仍未可知。

痛覺神經(jīng)元是感覺神經(jīng)元的重要組成部分，最近幾年已經(jīng)有研究發(fā)現(xiàn)痛覺神經(jīng)元在調(diào)節(jié)免疫（尤其是T細胞免疫反應(yīng)）中發(fā)揮著重要作用[5,6]。不過，痛覺神經(jīng)元在B細胞反應(yīng)和體液免疫中的潛在作用仍不為人知。

正是基于以上研究背景，李慧艷和她的同事們開始探索痛覺神經(jīng)元與脾臟免疫反應(yīng)之間的關(guān)系。

研究的第一步是判斷脾臟中是否存在痛覺神經(jīng)元。

為了解決這個問題，研究人員采用了[7]（這個酷炫的技術(shù)我們也介紹過，感興趣的朋友可以點擊藍色文字跳轉(zhuǎn)查看）。

在SHANEL的加持下，他們發(fā)現(xiàn)了痛覺神經(jīng)特異性標志物降鈣素基因相關(guān)肽（CGRP）的存在。隨后，借助三維成像技術(shù)，他們發(fā)現(xiàn)脾臟內(nèi)不僅存在痛覺神經(jīng)元，而且這些神經(jīng)元還構(gòu)成了廣泛而復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)。

▲ 脾臟中痛覺神經(jīng)元的空間結(jié)構(gòu)

具體來說，CGRP陽性的痛覺神經(jīng)從脾門進入脾實質(zhì)，隨后沿血管分支進入白髓。

在用B細胞標志物B220染色脾臟時，可發(fā)現(xiàn)B細胞區(qū)存在豐富的CGRP陽性痛覺神經(jīng)，而且痛覺神經(jīng)元與B細胞靠的非常近，似乎存在肢體接觸。

這就意味著，痛覺神經(jīng)元可能真的會調(diào)控脾臟的體液免疫。

▲ 脾臟中的痛覺神經(jīng)元與B細胞

隨后，通過特異性清除CGRP陽性痛覺神經(jīng)元，研究人員發(fā)現(xiàn)體液免疫反應(yīng)減弱，證實了痛覺神經(jīng)元對脾臟的生發(fā)中心反應(yīng)和體液免疫至關(guān)重要。

▲ 脾臟痛覺神經(jīng)元受損，體液免疫反應(yīng)減弱

至于脾臟中痛覺神經(jīng)元的來源，研究人員將它們定位于左側(cè)胸椎（脾臟同側(cè)）第8–13（T8-T13）背根神經(jīng)節(jié)。激活T8-T13背根神經(jīng)節(jié)的痛覺感受器，可以增強脾臟的生發(fā)中心反應(yīng)和特異性抗體水平。

在隨后的機制研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)，在病原物入侵之后，病原物的抗原被聚集在脾臟，會導(dǎo)致前列腺素E2（PGE2）等細胞因子的水平增加，而PGE2又可以激活痛覺神經(jīng)元上的痛覺感受器，進一步促進降鈣素基因相關(guān)肽（CGRP）的釋放；接下來，CGRP會與B細胞上的異源二聚體受體CALCRL-RAMP1結(jié)合，并激活B細胞的cAMP信號通路，最終促進脾臟發(fā)生中心反應(yīng)，增強體液免疫反應(yīng)。

▲ 機制示意圖

在研究的最后，李慧艷/張宇程/周濤團隊探索了，讓小鼠吃含辣椒素的辛辣食物是否可以激活痛覺神經(jīng)元，進而增強小鼠的體液免疫，提高它們對流感的免疫力。

他們的實驗結(jié)果顯示，用含辣椒素的食物喂養(yǎng)的小鼠，在感染病毒之后，肺部的病毒載量和免疫細胞浸潤水平顯著降低。更重要的是，辣椒素能有效預(yù)防體重下降，并顯著提高小鼠的存活率。在清除背根神經(jīng)節(jié)之后，辣椒素的這種效果就消失了。

▲ 給小鼠喂含辣椒素的食物即可增強抗病毒體液免疫反應(yīng)

總的來說，李慧艷/張宇程/周濤團隊這項研究揭示了脾臟中痛覺神經(jīng)元的三維結(jié)構(gòu)，以及痛覺神經(jīng)元與脾臟體液免疫之間的關(guān)系。

由于脾臟是體液免疫的主要樞紐，這一發(fā)現(xiàn)對于通過靶向痛覺感受器調(diào)節(jié)體液免疫，進而防治病原物感染和自身免疫疾病有重要意義。尤其是研究還發(fā)現(xiàn)辣椒素可以直接增強宿主的免疫力，進一步提升了研究的轉(zhuǎn)化價值。

需要注意的是，在2022年，來自加拿大蒙特利爾大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，[5]。

如此看來，痛覺神經(jīng)元對免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)也是一把雙刃劍，究竟如何使用還得視具體情況而定。

參考文獻：

[1].Wu et al., Innervation of nociceptor neurons in the spleen promotes germinal center responses and humoral immunity, Cell. 2024. doi:10.1016/j.cell.2024.04.027

[2].Zhang X, Lei B, Yuan Y, et al. Brain control of humoral immune responses amenable to behavioural modulation. Nature. 2020;581(7807):204-208. doi:10.1038/s41586-020-2235-7

[3].Ulloa L. Bioelectronic neuro-immunology: Neuronal networks for sympathetic-splenic and vagal-adrenal control. Neuron. 2023;111(1):10-14. doi:10.1016/j.neuron.2022.09.015

[4].Zhu X, Huang JY, Dong WY, et al. Somatosensory cortex and central amygdala regulate neuropathic pain-mediated peripheral immune response via vagal projections to the spleen. Nat Neurosci. 2024;27(3):471-483. doi:10.1038/s41593-023-01561-8

[5].Balood M, Ahmadi M, Eichwald T, et al. Nociceptor neurons affect cancer immunosurveillance. Nature. 2022;611(7935):405-412. doi:10.1038/s41586-022-05374-w

[6].Cohen JA, Edwards TN, Liu AW, et al. Cutaneous TRPV1+ Neurons Trigger Protective Innate Type 17 Anticipatory Immunity. Cell. 2019;178(4):919-932.e14. doi:10.1016/j.cell.2019.06.022

[7].Zhao S, Todorov MI, Cai R, et al. Cellular and Molecular Probing of Intact Human Organs. Cell. 2020;180(4):796-812.e19. doi:10.1016/j.cell.2020.01.030本文作者丨BioTalker

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