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Science:【腸道的神經(jīng)免疫作用】揭示外周辣椒素受體神經(jīng)元調(diào)控腸道免疫T細胞

來源:泰然健康網(wǎng) 時間:2024年12月18日 23:54

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01哈佛醫(yī)學院研究團隊在Science雜志上發(fā)表文章,揭示了背根神經(jīng)節(jié)Trpv1陽性感覺神經(jīng)元調(diào)控腸道調(diào)節(jié)性淋巴T細胞。

02研究發(fā)現(xiàn),慢性激活Trpv1陽性感覺神經(jīng)元可引起腸道免疫反應,如回腸部位RORγ陽性輔助性T細胞17樣細胞數(shù)量下降。

03進一步實驗發(fā)現(xiàn),腸道RORγ+ Treg細胞數(shù)量減少是由RORγ+ Treg增殖減少引起的。

04此外,CGRP-RAMP1信號參與Trpv1陽性神經(jīng)元調(diào)控的腸道免疫反應。

05該研究為食物過敏、慢性內(nèi)臟疼痛和炎癥性腸病等疾病的研究提供了新的方向。

以上內(nèi)容由騰訊混元大模型生成,僅供參考

圖片胃腸道是一個復雜的器官,與免疫系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)和微生物系統(tǒng)存在密切的聯(lián)系,維持正常的腸道生理和組織完整性。腸神經(jīng)系統(tǒng) (ENS) 是周圍神經(jīng)系統(tǒng)的一個重要部分,可自主控制胃腸道行為。此外,背根神經(jīng)節(jié)(DRG)和結(jié)節(jié)神經(jīng)節(jié)(NG)的感覺神經(jīng)元,腦干和交感神經(jīng)節(jié)的自主神經(jīng)元,也投射到腸道,調(diào)節(jié)腸道功能。胃腸道的神經(jīng)免疫功能紊亂后引起食物過敏、慢性內(nèi)臟疼痛和炎癥性腸病等疾病。2024年8月2日哈弗醫(yī)學院Isaac M. Chiu研究團隊在Science雜志上發(fā)表文章揭示了背根神經(jīng)節(jié)Trpv1陽性感覺神經(jīng)元調(diào)控腸道調(diào)節(jié)性淋巴T細胞。圖片

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慢性激活Trpv1陽性感覺神經(jīng)元引起腸道免疫反應

研究人員利用化學遺傳學技術(shù)結(jié)合可感染外周神經(jīng)系統(tǒng)的病毒工具實現(xiàn)對不同支配腸道的神經(jīng)元群進行慢性激活,結(jié)果發(fā)現(xiàn)激活外周神經(jīng)系統(tǒng)Nos1陽性神經(jīng)元(表達一氧化氮合酶,分布在ENS、DRG、NG)回腸部位RORγ陽性輔助性T細胞17樣細胞數(shù)量下降,激活Chat陽性膽堿能神經(jīng)元后減少回腸部位中性粒細胞數(shù)量,激活Mrgprd陽性神經(jīng)元增加回腸部位MHCII陽性單核吞噬細胞數(shù)量,激活Trpv1陽性感覺神經(jīng)元結(jié)腸部位內(nèi)源性2型淋巴細胞數(shù)量減少,盲腸和結(jié)腸RORγ陽性調(diào)節(jié)性T細胞樣細胞數(shù)量減少。而激活Piezo2、Th或 VIP陽性神經(jīng)元幾乎不影響腸道免疫細胞的穩(wěn)態(tài)。
上述結(jié)果表明在激活外周Trpv1陽性感覺神經(jīng)元引起多個腸道部位的免疫細胞變化,因此研究人員聚焦于Trpv1陽性感覺神經(jīng)元。激活Trpv1陽性感覺神經(jīng)元可顯著減少肝、腸道等部位RORγ陽性調(diào)節(jié)性性T細胞樣細胞(后續(xù)簡稱RORγ+ Treg細胞)數(shù)量,但不影響腸系膜淋巴結(jié)、肺等部位。進一步實驗發(fā)現(xiàn)腸道RORγ+ Treg細胞數(shù)量減少是由RORγ+ Treg增殖減少引起的。圖片

圖1、慢性激活不同類型神經(jīng)元引起的腸道免疫反應

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DRG Trpv1陽性神經(jīng)元調(diào)控腸道免疫細胞變化

腸道Treg細胞有助于維持腸道屏障完整性與調(diào)節(jié)免疫病理變化。慢性激活Trpv1陽性感覺神經(jīng)元可加重葡聚糖硫酸鈉(DSS)誘導結(jié)腸炎癥狀。為進一步探討Trpv1陽性感覺神經(jīng)元和腸道RORγ+ Treg細胞之間的作用機制,研究人員通過單細胞測序技術(shù)將腸道RORγ+ Treg細胞分為A組和B組,其中激活Trpv1陽性感覺神經(jīng)元后主要是A組RORγ+ Treg細胞數(shù)量減少,并不影響B(tài)組RORγ+ Treg細胞,差異性富集表達基因主要是與熱休克蛋白信號相關(guān)(Hsp90ab1、Hspa1b和Hspa8)。Trpv1主要存在兩個區(qū)域,一個是投射到脊髓的DRG神經(jīng)元,另外一個是投射到腦干的NG神經(jīng)元。利用病毒工具特異性激活NG Trpv1陽性神經(jīng)元,結(jié)果并不影響腸道RORγ+ Treg細胞數(shù)量變化,但激活DRG Trpv1陽性神經(jīng)元可顯著減少腸道RORγ+ Treg細胞數(shù)量。此外,特異性誘導DRG Trpv1陽性神經(jīng)元凋亡后可阻斷慢性激活外周系統(tǒng)Trpv1陽性神經(jīng)元引起的腸道免疫細胞變化。圖片

圖2、DRG Trpv1陽性神經(jīng)元調(diào)控腸道免疫細胞變化

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CGRP-RAMP1信號參與Trpv1陽性神經(jīng)元

調(diào)控的腸道免疫反應

DRG Trpv1陽性神經(jīng)元表達降鈣素基因相關(guān)肽(CGRP)和P物質(zhì)(SP)等神經(jīng)肽。敲除基因Tac1(編碼P物質(zhì))后慢性激活外周系統(tǒng)Trpv1陽性神經(jīng)元仍能顯著引起的腸道免疫細胞變化,但敲除Calca基因后可阻斷激活Trpv1陽性神經(jīng)元引起的腸道免疫反應。CGRP受體是由多個蛋白組成的復合物,其配體結(jié)合域位于受體活性修飾蛋白1(RAMP1)與降鈣素受體樣受體(CALCRL)之間。單細胞測序技術(shù)發(fā)現(xiàn)RAMP1主要表達在RORγ+ Treg細胞。RAMP1拮抗劑BIBN4096或者特異性敲除RORγ+ Treg細胞RAMP1后均可阻斷激活Trpv1陽性神經(jīng)元引起的腸道免疫反應,表明慢性激活Trpv1陽性神經(jīng)元后促進CGRP釋放,隨后作用于RORγ+ Treg細胞RAMP1,引起RORγ+ Treg細胞數(shù)量減少。圖片

圖3、CGRP-RAMP1信號參與Trpv1陽性神經(jīng)元調(diào)控的腸道免疫反應

總結(jié)

本文通過對八種不同品系的小鼠進行化學遺傳學技術(shù)慢性激活,發(fā)現(xiàn)激活Trpv1陽性神經(jīng)元引起腸道廣泛性免疫反應,進一步揭示了這種免疫調(diào)控作用依賴于CGRP-RAMP1信號通路。

【參考文獻】

Zhu et al., Science 385, eadk1679 (2024),A chemogenetic screen reveals that Trpv1-expressing neurons control regulatory T cells in the gut

文章中圖片均來自于原文

圖片

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