痛觉肠道神经元可以抵抗炎症

研究人员的报告发表在细胞他们在临床前模型中发现，肠道中的痛觉神经元分泌一种叫做P物质的分子，这种物质似乎可以通过增加肠道中有益微生物的数量来防止肠道炎症和相关组织损伤。研究人员还发现，在患有炎症性肠病(IBD)的人群中，这些痛觉神经的数量减少，其疼痛信号基因明显中断。

“这些发现重塑了我们对慢性炎症性疾病的思考，并开辟了一种全新的治疗干预方法，”该研究的资深作者、吉尔罗伯茨炎症性肠病研究所主任、弗里德曼营养与炎症中心主任和威尔康奈尔医学免疫学迈克尔·科尔斯教授大卫·阿蒂斯博士说。

该研究的第一作者、Artis实验室的博士后研究员张文博士补充说:“定义这些特定神经元在影响微生物群方面的一种以前未知的感觉功能，增加了对宿主-微生物群相互作用的新水平的理解。”

IBD包括两种不同的疾病，克罗恩病和溃疡性结肠炎，据信在美国影响着数百万人。通常用直接针对免疫系统元素的药物治疗。科学家们现在认识到，肠道细菌和其他微生物也有助于调节肠道炎症。

正如阿蒂斯博士的实验室和其他实验室近年来所表明的那样，神经系统与大多数器官“相连”，似乎是身体屏障表面免疫系统的另一个强大调节器。在这项新研究中，阿蒂斯博士和他的团队专门检查了支配神经末梢进入肠道的疼痛神经元。

这些支配内脏神经的疼痛神经元，其细胞体位于脊柱下部，表达一种名为TRPV1的表面蛋白，它是疼痛相关信号的受体。例如，TRPV1可以被高温、酸和辣椒化合物辣椒素激活，大脑将这种激活转化为灼烧感。研究人员发现，在肠神经中沉默这些TRPV1受体，或删除表达TRPV1的神经元，导致IBD小鼠模型中更严重的炎症和组织损伤，而激活受体具有保护作用。

研究人员观察到，trpv1阻断小鼠炎症和组织损伤的恶化与不同种类肠道细菌相对种群的变化有关。当这种改变后的细菌种群被移植到正常小鼠体内时，同样会导致炎症和损伤的易感性恶化。相比之下，广谱抗生素治疗甚至可以逆转trpv1阻断小鼠的这种易感性。这一结果表明，表达trpv1的神经主要通过帮助维持健康的肠道微生物群来保护肠道。

科学家们发现了强有力的证据，证明表达TRPV1的神经的这种微生物影响作用的很大一部分来自神经分泌的一种叫做P物质的分子——他们观察到，P物质本身可以逆转阻断TRPV1的大部分有害影响。实验还表明，神经元和微生物之间的信号传递是双向的——一些细菌物种可以激活表达trpv1的神经，让它们产生更多的P物质。

为了证实与人类的相关性，研究人员检查了IBD患者的肠道组织，发现TRPV1和P物质基因活性异常，TRPV1神经的总体迹象较少。

“这些患者的痛觉神经被破坏，这可能导致了他们的慢性炎症，”张博士说。

确切地说，P物质是如何对肠道微生物群产生影响的，以及这些微生物是如何“反击”的，这是研究人员目前正在进行的研究中试图回答的问题。但迄今为止的研究结果表明，治疗IBD和其他疾病的下一代抗炎药物可能是针对神经系统的化合物。

“目前很多消炎药只对部分患者有效，制药公司真的不知道原因，”阿蒂斯博士说。“也许这是因为，当谈到慢性炎症时，我们只看到了一部分情况，现在剩下的部分，包括神经系统的作用，开始成为焦点。”

威尔康奈尔医学院的这项研究得到了美国国立卫生研究院(AI172027, AI151599, AI095466, AI095608, AR070116, DK126871, DK132244, F32AI124517)， LEO基金会，治愈IBD, Jill Roberts研究所，Sanders家族，Rosanne H. Silbermann家族基金会以及克罗恩病和结肠炎基金会研究奖学金的部分资助。