感觉细胞品尝脑脊液来对抗大脑感染

感觉神经元从我们的感官中获取信息，并将其传递给神经系统的其他部分。但这并不是他们唯一的任务。在该杂志上发表的一项新研究中当代生物学巴黎脑研究所的Claire Wyart和阿姆斯特丹大学医学中心的Christina vandenbrouke - grauls的研究表明，中枢神经系统中的感觉神经元在肺炎球菌性脑膜炎中起着主导作用，这是一种死亡率高、具有很强流行潜力的严重感染。它们有助于抵抗感染，促进宿主存活。

近年来，研究人员强调了感觉受体在人体意想不到的区域的存在。在肺组织，例如，味蕾使呼吸道在苦味物质存在时放松。在大脑、心脏、肾脏、膀胱或鼻上皮细胞中发现了甜味感受器。但它们的功能并不总是明确的。

哈佛大学的研究表明感觉细胞在皮肤上可以帮助战斗感染当细菌侵入皮下组织时，”巴黎大脑研究所脊髓感觉信号小组负责人克莱尔·怀亚特说。“呼吸道感染时也会发生同样的现象:纤毛细胞检测到致病菌的痕迹，并引发炎症反应。我们想知道在中枢神经系统中是否存在类似的保护系统。”

为此，研究人员观察了位于大脑中央管壁上的感觉细胞的作用脊髓．被称为脑脊髓液-接触神经元，简称CSF神经元，它们在脊椎动物物种中数量众多。这些神经元可以实时检测脊柱弯曲，并利用这些信息来调整身体的姿势，以完成具有挑战性的运动任务。在过去的10年里，克莱尔·怀亚特的团队已经证明，这种检测系统可以优化身体活动中的姿势和运动。但它也在生命、生长和衰老过程中调整脊椎的形状。

她解释说:“我们怀疑这些神经元与脑膜炎有关，脑膜炎是一种以脑膜炎症为特征的疾病，脑膜是包裹大脑和脊髓的膜。”“特别是在肺炎球菌性脑膜炎中，致病菌肺炎链球菌侵入从脑室到脊髓中央管循环的脑脊液……正是脑脊液接触神经元的位置。感染患者还表现出明显的颈部僵硬;如果不及时治疗，这将导致一种典型的姿势变化，即背部过度弯曲。有了这些线索，我们必须进行调查。”

调节炎症和免疫反应

来了解这些细胞在肺炎球菌脑膜炎在美国，研究人员使用了这种疾病的动物模型。在将肺炎链球菌注射到斑马鱼幼虫的后脑后，他们观察到动物脑膜炎的症状让人联想到该病在晚期的临床表现。特别是，这条鱼有异常的背部弯曲和癫痫样癫痫发作。

怀亚特说:“我们发现，一旦致病菌进入脑脊液并侵入脊髓中央管，脑脊液神经元就会异常激活。”这种激活的指标是什么?大量钙离子。研究人员还在感觉神经元暴露于肺炎链球菌分泌物(被认为是苦味物质)时，在体外观察了这些瞬间。

脑脊液神经元表达味觉感受器;他们真的尝到了苦味!我们知道苦味感受器在口腔免疫中起着重要作用，因为它们在摄入之前就能检测出受污染的食物。但并不是说他们与大脑感染有关，”研究人员说。

“这些感觉神经元令人惊讶:在感染期间，它们品尝脑脊液的含量，通过苦味受体发现入侵的细菌，然后增加细胞因子和其他参与先天免疫的蛋白质的表达，这是抵御病原体的第一道防线。”

为了验证接触神经元的作用免疫反应在肺炎球菌感染中，研究人员在斑马鱼幼虫中去除了它们——缩短了它们的寿命，增加了它们体内的细菌水平。

脑膜炎，一种可怕的疾病

肺炎链球菌是社区传播脑膜炎的最常见原因。据世界卫生组织称，这种疾病每年影响约50万人，与高死亡率有关，特别是在撒哈拉以南非洲地区。在有疫苗的工业化国家，该病的年发病率为每10万人1-3例。此外，由于感染和宿主的炎症反应，它会引起脑损伤。

“这不是接触神经元参与的唯一形式的脑膜炎，”Wyart说。“我们的研究结果表明，这些细胞表达的苦味受体也能识别单核增生李斯特菌，这是另一种主要感染源，以及一种名为Sindbis的嗜神经病毒。我们认为它们可以检测出许多其他病原体。最终，更好地了解这些感觉神经元可能会让我们为其他神经系统感染开辟治疗途径，我们还没有任何疫苗。”