过敏性哮喘中的神经免疫串扰
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哮喘究竟是如何开始和发展的仍然是一个谜,但由布里格姆妇女医院、麻省理工学院布罗德研究所和哈佛大学的研究人员领导的一个团队发现了一个基本的分子线索,神经系统用来与免疫系统交流,并可能引发过敏性肺部炎症,导致哮喘。他们对这种神经免疫串扰的见解发表在自然.
“我们的发现帮助我们了解神经系统是如何与免疫系统沟通的,以及它的后果,”共同资深作者Vijay Kuchroo博士说,他是BWH的高级科学家,同时也是Broad研究所的副成员。Kuchroo也是哈佛医学院Samuel L. Wasserstrom神经病学教授,哈佛医学院恒大免疫疾病中心和布里格姆妇女医院的创始主任。“我们看到的是,肺部的神经元被激活,并产生分子,将免疫细胞从保护作用转化为炎症和促进作用过敏反应."
由Patrick Burkett,医学博士,Brigham的肺学家和研究员,恒大中心的Antonia Wallrapp, Samantha Riesenfeld博士,Broad研究所Klarman细胞天文台(KCO)的Samantha Riesenfeld博士,KCO的Monika Kowalczyk, Broad核心研究所成员和KCO主任Aviv Regev博士和kuchroo博士领导的研究小组仔细检查了肺部居民先天淋巴细胞(ILCs)是一种免疫细胞,可以在维持肺部环境和屏障的稳定中发挥作用,但也可以促进过敏性炎症的发展。利用一种被称为单细胞RNA测序的技术,该团队探索了65000多个基因单个细胞在正常或炎症条件下存在,寻找在一种状态或亚群中比另一种状态或亚群更活跃的基因。
Kowalczyk说:“通过调查数千个单个细胞,我们能够定义肺部ilc的转录景观,观察离散亚群的变化。”
雷格夫说:“为了真正理解过敏和哮喘的谜题,我们需要仔细检查每一块单独的碎片,并了解它们是如何组合成一个细胞生态系统的。”“这就是单细胞分析让你做的事情。当你仔细观察时,你会发现那些你认为非常相似的片段其实很微妙,但却有很大的不同。然后你就会开始看到每一块的真正去向。”
在他们发现的许多不同基因中,有一个特别突出:Nmur1,神经肽NMU的受体。在实验室和动物模型实验中,研究小组证实了NMU信号可以显著放大过敏炎症当警报素(一种已知能引发免疫反应的分子)水平较高时。
研究小组还观察到ILCs与肺中的神经纤维共存。肺中的神经元可以诱导平滑肌收缩,表现为咳嗽和喘息,这是哮喘的两个主要症状。
Burkett说:“咳嗽是由神经系统调节和控制的,所以我们的发现指向了NMU的作用,它可以诱导平滑肌收缩和炎症,这很有趣。”
有趣的是,还有两个自然与Regev和Kuchroo团队的研究同时发表的论文显示,肠道中的ILC2细胞也表达Nmur1,暴露于NMU时呈现炎症状态,并与产生NMU的神经细胞密切相关。
Kuchroo说:“我们预计NMU-NMUR1途径也将在放大肠道过敏反应和促进食物过敏的发展方面发挥关键作用。”
除了发现一种导致炎症的新型神经免疫途径外,该团队还希望他们的发现将为如何潜在地预防或治疗过敏性哮喘带来新的治疗见解。
Riesenfeld说:“我们可能已经找到了一种通过控制神经肽受体来阻止过敏性肺部炎症的方法。”“这项工作代表了一种机制上的洞察力,可能会导致一种新的预防哮喘的治疗方法的发展。”
“所有形式的过敏和炎症都涉及许多复杂的相互作用细胞还有纸巾,”雷格夫补充道。“通过合作来识别和分类所有这些不同的参与者,并倾听他们彼此之间的对话,可以让我们了解过敏是如何起作用的,并为我们提供新的干预机会。”
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