小鼠研究为肠易激综合症提供了新的见解
有时候,肠道感染的结束只是更多痛苦的开始。例如,在那些感染旅行者腹泻的人中,少数不幸的人会发展为肠易激综合征(IBS),这是肠道的慢性炎症。
科学家们不确定这是如何发生的,但一些人认为感染可能会损害肠道神经系统,从而导致IBS的发生。洛克菲勒的一项新研究仔细研究了为什么肠道中的神经元死亡,以及免疫系统通常是如何保护它们的。
在小鼠身上进行的实验,最近在细胞中描述的实验提供了关于IBS的洞察力,并可能指出潜在的新的治疗方法。
在健康的肠道中,免疫系统必须在对威胁的反应和控制这种反应之间达成谨慎的平衡,以避免损害。
炎症帮助肠道抵御感染,但过多的炎症会造成持久的伤害。我们的工作探索了阻止炎症反应破坏神经元的复杂机制。”
Daniel Mucida,副教授,粘膜免疫学实验室主任
为了了解感染对神经系统的影响,Mucida和他的同事给老鼠注射了一种减弱的沙门氏菌,这是一种导致食物中毒的细菌,并分析了肠道内的神经元。他们发现感染会导致神经元的持久减少,这种影响归因于这些细胞表达两个基因,Nlrp6和Caspase11,它们可以促进特定类型的炎症反应。
这种反应,反过来,最终可以促使细胞经历一种形式的程序性细胞死亡。当研究人员操纵小鼠消除这些特定于神经元的基因时,他们看到神经元过期的数量减少了。
该实验室的研究生Fanny Mathe is说:“这种细胞死亡机制在其他类型的细胞中都有记载,但在神经元中从未出现过。“我们相信这些肠道神经元可能是唯一以这种方式死亡的。”
目前尚不清楚炎症是如何导致神经元细胞自杀的,但科学家们已经有线索表明,这可能会干扰这一过程。关键可能是一组专门的肠道免疫细胞,称为肌肉巨噬细胞。
此前在Mucida实验室的研究表明,这些细胞表达对抗炎症的基因,并与神经元协作,以保持食物在消化道中移动。如果这些神经元死亡,就像在感染中发生的那样,一个可能的结果是便秘-一种令人不快的IBS症状。在他们最近的报告中,研究小组展示了巨噬细胞是如何在感染期间来到神经元的帮助下,改善了这种疾病的这一方面。
他们的实验表明,巨噬细胞具有某种类型的受体分子,接受另一组神经元释放的应激信号,以响应感染。一旦被激活,这种受体就会促使巨噬细胞产生被称为多胺的分子,科学家们认为这可能会干扰细胞的死亡过程。
在其他实验中,研究人员发现沙门氏菌感染改变了老鼠肠道内的微生物群落,当它们恢复到正常时,神经元就会恢复。
该实验室的博士后研究员保罗·穆勒说:“利用我们对巨噬细胞所学到的知识,人们可以想出方法来破坏杀死神经元的炎症过程。
例如,也许可以为IBS开发更好的治疗方法,这些方法可以通过促进多胺的产生,也许是通过饮食,或者通过恢复肠道微生物群落来实现。由于短期压力反应似乎也有保护作用,穆勒认为这也可能有助于针对该系统。
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