哈佛医学院的科学家们进行的一项新研究发现，老鼠胆量中的神经不仅能感知沙门氏菌的存在，而且还可以通过部署两道防线来积极防御这种有害细菌的感染。

这项研究将于12月5日在《细胞》杂志上发表，它以崭新的视角诠释了神经系统的经典观点，即它只是看门狗，可以发现危险并提醒身体注意其存在。结果表明，通过直接干扰沙门氏菌感染肠道的能力，神经系统既是危险的检测者，也是防御它的防御者。

这项研究的首席研究员，哈佛医学院布拉瓦特尼克研究所免疫学助理教授神经免疫学家Isaac Chiu说：“我们的结果表明神经系统不仅仅是一个简单的传感器和警报系统。” “我们发现肠道中的神经细胞超越了肠道。它们调节肠道免疫力，维持肠道稳态，并为感染提供积极的保护。”

具体来说，实验表明，嵌入沙门氏菌的小肠和位于小肠细胞下方的痛觉神经元被沙门氏菌激活，沙门氏菌是一种食源性细菌，占全球所有腹泻病的四分之一。

一旦激活，神经就会采取两种防御策略，以防止虫子感染肠道并扩散到身体的其他部位。首先，它们调节细胞门，使微生物和各种物质进入小肠和从小肠中出来。其次，它们增加了称为SFB(分段丝状细菌)的保护性肠道微生物的数量，这些微生物是小肠微生物组的一部分。

细菌使我们紧张

在正常情况下，派伊尔斑块-仅在小肠壁上发现的淋巴和免疫组织簇-扫描环境，取样物质并确定可以进入肠内的物质。为了执行此功能，派伊尔氏淋巴结上布满了微折叠细胞或M细胞，M细胞是打开和关闭以调节物质和微生物向肠道内流入的细胞通道。M细胞是沙门氏菌和其他危险细菌入侵小肠的主要切入点。为此，将沙门氏菌细菌注入刺激肠道细胞变成M细胞的肠道转录因子中。接下来，沙门氏菌会闩锁在M细胞(细胞门)上的糖上，并利用其触角将门打开。

为了了解痛觉肠道神经元在感染保护中的作用，研究人员比较了有或没有它们的小鼠对沙门氏菌的反应。一组小鼠的肠道神经元完好无损，另一组小鼠的这些神经元基因被禁用或缺失，而另一组小鼠则被化学禁用。

实验表明，在沙门氏菌存在的情况下，肠道神经元会通过释放一种称为CGRP的神经化学物质而反击，这会减慢M细胞的分化，从而减少沙门氏菌可以使用的切入点数量。此外，实验表明，肠道神经元会发出另一种防御形式。通过释放CGRP，它们增强了SFB微生物的存在-SFB微生物除了具有其他有益功能外，还可以防止沙门氏菌入侵。确切的方法尚不清楚，但是Chiu及其同事说，一个合理的机制可能是SFB使用其微小的小钩子将自身附着在肠壁上并形成可以防止致病细菌的驱虫涂层。

两种防御机制均在具有完整肠道神经元的小鼠中可靠地发挥作用。然而，在缺乏这些肠道神经元的动物中并非如此。确实，具有失活神经元的小鼠的肠道活检显示，沙门氏菌比具有完整神经元的动物更易渗透其Peyer斑。神经元缺陷动物的肠道中也缺乏保护性SFB微生物。毫不奇怪，与具有完整神经纤维的小鼠相比，这些小鼠罹患沙门氏菌的比例更高，而且患病范围更广。

他说：“越来越明显的是，神经系统以各种方式直接与传染性生物发生相互作用，从而影响免疫力。” “细菌确实确实使我们感到不安。”

该发现与Chiu研究小组过去的研究一致，该研究表明感染与神经系统和免疫系统之间存在强大的三向相互作用。但是与新发现相反，以前的工作表明，有时感染性生物可以利用神经系统来发挥其优势。例如，Chiu先前的研究发现，在严重的肺部感染金黄色葡萄球菌(俗称金黄色葡萄球菌)的情况下，肺中的神经可以改变免疫反应。在另一项研究中，Chiu的研究小组发现，这种会引起食肉疾病的细菌会劫持神经，从而削弱免疫防御能力并削弱人体防御能力。

多样化的曲目

新的发现增加了越来越多的知识，表明神经系统的功能范围远不止于往返大脑的信号。

“我们的发现说明了神经系统和免疫系统之间的重要相互作用，”该研究第一作者，邱实验室的免疫学研究员妮可·赖说。“这显然是一条双向高速公路，两个系统都可以发送消息并相互影响以调节感染期间的保护性反应。”

确实，肠道含有很多神经，因此通常被称为第二大脑。作为旨在警告身体迫在眉睫的威胁的警报系统，神经系统的动作超快。因此，研究人员说，新发现表明进化已经利用了该功能来增强保护。

“如果您考虑一下，神经系统参与免疫是通过重新利用现有功能来保护肠道免受感染的一种进化智能方法，” Chiu说。

研究人员说，他们的发现还可以帮助解释以前的观察结果，即使用阿片类药物(可以使痛觉神经纤维沉默)和其他神经调节药物可以使人们更容易感染。

他说：“如果你调低神经信号来减轻疼痛，那可能会无意中削弱它们的保护能力。” “我们的观察支持这一想法。”

研究小组说，肠道神经元与守卫性M细胞之间的相互作用代表了一个有待进一步研究的领域，因为M细胞(小肠的分子门)也被其他引起严重人类疾病的生物(包括细菌)所利用。大肠杆菌，志贺氏菌和耶尔森氏菌以及病毒是错误传播的蛋白质的自我繁殖团块，会引起罕见但普遍致命的神经退行性疾病。

该结果还指出了可能的治疗途径，该途径涉及调节神经信号传导以增强肠道免疫力或肠道炎症。

“这种想法是，如果我们能够以某种方式刺激这些保护性肠道神经元或模仿它们的活性，我们就可以激活免疫反应并增强人体抵御感染的能力，”邱说。