大脑怎么知道你感冒了，需要休息？

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原文作者：Liam Drew

科学家在喉咙内发现了能识别感染信号并将该信息传给大脑的神经元。

流感能让最强壮的人病卧在床、食欲不振。现在，科学家发现了小鼠体内哪些神经元能告知大脑身体得了流感，引起身体活动减少、饥饿感和口渴感下降[1]。

流感病毒颗粒（蓝色，人工染色）从一个破裂的细胞中出芽。来源：Lennart Nilsson, Boehringer Ingelheim International GmbH, TT / SPL

作者表示，与身体其他部位相连的类似神经元可能也会告知大脑身体发生的其他感染。这项研究于3月8日发表于《自然》。

“这项研究推翻了之前的观点，”未参与该研究的哥伦比亚大学感官生物学家Ishmail Abdus-Saboor说，“这彻底改变了我们思考疾病行为的方式。”

监测大脑

研究共同作者、哈佛医学院的神经科学家 Stephen Liberles说，在该研究前，“我们都不确定大脑是怎么知道身体发生了感染”。科学家之前普遍认为，来自感染部位的信使分子会经过血液到达脑部并在脑部扩散，直接激活能启动疾病行为程序的脑区。

这些信使分子的“头部选手”包括名为前列腺素的化学信使，前列腺素由受感染的组织产生。阿司匹林和布洛芬能阻断前列腺素的产生，也能抑制疾病行为，提示前列腺素对于触发疾病行为具有关键作用。

作者的研究表明，前列腺素特异性受体EP3能导致生病行为的出现。EP3存在于全身的神经元，包括大脑。为检验其功能，研究团队敲除了小鼠大脑的EP3受体，并用流感病毒感染了这些小鼠。这些小鼠仍然会改变它们的行为，说明大脑并不是从血源性前列腺素收到感染消息的。

作者发现，这里的关键因素是位于小鼠颈部的一个含EP3的特异性神经元亚群。这些神经元有一些分支会从小鼠体内对应扁桃体的组织一直延伸到脑干。这个位置很符合逻辑：这个扁桃体区域“可作为外部空气与气道内部之间的界面”，研究共同作者、哈佛大学神经生物学家Na-Ryum Bin说道。这个区域有很多遇到病原体时会产生前列腺素的免疫细胞。

研究结果体现了发病的过程：流感病毒进入气道，感染喉咙细胞，触发前列腺素的产生，而这些之前未被发现的神经元会做出响应。感染警报之后会沿着这些神经元的分支，在“直通大脑的公路”上一路前行，Abdus-Saboor说道。

直通大脑的公路

神经通路有一些血源性信号没有的功能：它们能告诉大脑一些信息，比如感染发生的确切位置。作者指出，许多其他类型的神经元都有前列腺素和其他免疫相关信号的受体。他们认为可能存在更多的专门通路，包括发现肠道感染、引发呕吐的通路。

该研究还揭示了一个矛盾之处。科学家认为，疾病行为具有演化优势。但是当团队抑制这些行为时，比如抑制食物回避这种行为，小鼠死于流感的可能性反而变小了。Liberles推测这种行为改变机制之所以能演化而来，可能是因为它在大部分感染中其实是有益的——即使不是对所有感染都有益。或者，休养静息这类行为可以通过减少病原体在人群中的扩散而产生益处。

新的结果无法解释所有情况。能感知感染的扁桃体神经元只在流感感染的第一个阶段才会导致疾病行为，而这个阶段主要影响上呼吸道，持续时间约为一周。随着疾病发展，流感病毒会慢慢进入下呼吸道，此时，另一个神经通路就会接管触发疾病行为的任务。Liberles说：“如果我们能找到阻断第二个通路的方式，那结合起来，就能在临床上产生巨大影响。”

参考文献：

1. Bin, N.-R. et al. Nature https://doi.org/10.1038/s41586-023-05796-0 (2023).

原文以How the brain senses a flu infection — and orders the body to rest标题发表在2023年3月8日《自然》的新闻版块上

© nature

doi: 10.1038/d41586-023-00675-0

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