被稱為細(xì)胞因子的免疫分子在人體抵御感染的過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，它能夠調(diào)控炎癥反應(yīng)，并協(xié)調(diào)其他免疫細(xì)胞的反應(yīng)。如今，越來(lái)越多的證據(jù)表明，部分免疫分子還會(huì)對(duì)大腦產(chǎn)生影響，進(jìn)而致使人們?cè)诨疾∑陂g出現(xiàn)行為變化。
近日，麻省理工學(xué)院和哈佛醫(yī)學(xué)院的兩項(xiàng)研究聚焦于一種名為 IL-17 的細(xì)胞因子，為上述觀點(diǎn)提供了新的證據(jù)支持。研究人員發(fā)現(xiàn)，IL-17 會(huì)作用于大腦的兩個(gè)不同區(qū)域——杏仁核和體感皮層，且產(chǎn)生兩種截然不同的效果。在杏仁核中，IL-17 能夠引發(fā)焦慮情緒；而在皮層中，它則會(huì)促進(jìn)社交行為。這兩項(xiàng)研究成果于近日發(fā)表在Cell期刊上。
麻省理工學(xué)院皮考爾學(xué)習(xí)記憶研究所成員、大腦和認(rèn)知科學(xué)副教授、該研究的資深作者之一 Gloria Choi 表示，這些研究結(jié)果表明，免疫系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)之間存在著緊密的聯(lián)系。她指出：“當(dāng)人生病時(shí)，其內(nèi)在狀態(tài)、情緒以及行為狀態(tài)都會(huì)發(fā)生變化，這可不只是身體感到疲憊那么簡(jiǎn)單，還和大腦密切相關(guān)?！?/p>
哈佛醫(yī)學(xué)院免疫學(xué)副教授 Jun Huh 同樣也是這兩項(xiàng)研究的資深作者。其中一項(xiàng)研究由皮考爾研究所研究科學(xué)家 Byeongjun Lee 和前皮考爾研究所研究科學(xué)家 Jeong-Tae Kwon 牽頭，另一項(xiàng)則由哈佛醫(yī)學(xué)院博士后 Yunjin Lee 和皮考爾研究所博士后 Tomoe Ishikawa 主導(dǎo)。
行為影響
幾年前，Choi 和 Huh 在發(fā)現(xiàn) IL-17 與被稱為 “發(fā)燒效應(yīng)” 的現(xiàn)象存在關(guān)聯(lián)后，便開(kāi)始對(duì)其展開(kāi)研究。一項(xiàng)針對(duì)自閉癥兒童的大規(guī)模研究發(fā)現(xiàn)，許多自閉癥兒童在發(fā)燒時(shí)，他們的行為癥狀會(huì)暫時(shí)得到緩解。
2019 年，Choi 和 Huh 在一項(xiàng)小鼠研究中發(fā)現(xiàn)，在某些感染情況下，IL-17 會(huì)釋放出來(lái)，并抑制大腦皮層中一個(gè)名為 S1DZ 的小區(qū)域。該區(qū)域神經(jīng)元的過(guò)度激活會(huì)導(dǎo)致小鼠出現(xiàn)類似自閉癥的行為癥狀，比如重復(fù)行為以及社交能力下降等。
Choi 說(shuō)：“這種分子就像是一座橋梁，將免疫系統(tǒng)激活（表現(xiàn)為發(fā)燒）與大腦功能及動(dòng)物行為的變化連接起來(lái)?！?/p>
IL-17 有六種不同的形式，并且存在五種與之結(jié)合的受體。在這兩篇新論文中，研究人員致力于繪制出這些受體在大腦不同部位的表達(dá)情況。繪制結(jié)果顯示，在皮層中，包括研究人員之前發(fā)現(xiàn)的 S1DZ 區(qū)域，存在一對(duì)名為 IL-17RA 和 IL-17RB 的受體。這些受體位于接收本體感覺(jué)輸入并參與行為控制的神經(jīng)元群中。
當(dāng)一種名為 IL-17E 的 IL-17 與這些受體結(jié)合時(shí)，神經(jīng)元的興奮性會(huì)降低，這就導(dǎo)致了在 2019 年研究中所觀察到的行為變化。
Choi 表示：“我們已經(jīng)證實(shí)，IL-17E 對(duì)于緩解相關(guān)行為至關(guān)重要，它的作用實(shí)際上與神經(jīng)調(diào)節(jié)劑幾乎完全相同，因?yàn)樗軌蜓杆俳档瓦@些神經(jīng)元的興奮性。所以，有一種免疫分子在大腦中充當(dāng)神經(jīng)調(diào)節(jié)劑，其主要功能就是調(diào)節(jié)神經(jīng)元的興奮性?！?/p>
Choi 推測(cè)，IL-17 最初可能是作為神經(jīng)調(diào)節(jié)劑進(jìn)化而來(lái)的，后來(lái)被免疫系統(tǒng) “征用”，在促進(jìn)炎癥反應(yīng)方面發(fā)揮作用。這一觀點(diǎn)與此前的研究相契合，此前研究表明，在秀麗隱桿線蟲(chóng)中，IL-17 在免疫系統(tǒng)中并無(wú)作用，而是作用于神經(jīng)元。IL-17 對(duì)秀麗隱桿線蟲(chóng)的作用之一就是促進(jìn)聚集行為，這屬于一種社交行為。此外，在哺乳動(dòng)物中，IL-17E 實(shí)際上是由皮層中的神經(jīng)元產(chǎn)生的，其中就包括 S1DZ 區(qū)域。
Choi 說(shuō)道：“有幾種形式的 IL-17 可能最初是在大腦中作為神經(jīng)調(diào)節(jié)劑進(jìn)化而來(lái)的，后來(lái)可能被免疫系統(tǒng)‘劫持’，用作免疫調(diào)節(jié)劑?！?/p>
引發(fā)焦慮
Cell雜志發(fā)表的另一篇論文中，研究人員對(duì)他們發(fā)現(xiàn) IL-17 受體的另一個(gè)大腦區(qū)域 —— 杏仁核展開(kāi)了深入探索。杏仁核這種杏仁狀的結(jié)構(gòu)在處理恐懼、焦慮等情緒方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。
研究顯示，在名為基底外側(cè)杏仁核（BLA）的區(qū)域，IL-17RA 和 IL-17RE 受體成對(duì)發(fā)揮作用，在特定的神經(jīng)元群中表達(dá)。當(dāng)這些受體與 IL-17A 和 IL-17C 結(jié)合時(shí)，神經(jīng)元的興奮性會(huì)增強(qiáng)，進(jìn)而導(dǎo)致焦慮情緒加劇。
研究人員還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)與直覺(jué)相悖的現(xiàn)象：如果用阻斷 IL-17 受體的抗體對(duì)動(dòng)物進(jìn)行治療，實(shí)際上會(huì)使體內(nèi)循環(huán)的 IL-17C 數(shù)量增加。這一發(fā)現(xiàn)或許能夠解釋在針對(duì)銀屑病的靶向 IL-17-RA 受體藥物的臨床試驗(yàn)中，所觀察到的一些意外結(jié)果，尤其是該藥物對(duì)心理健康可能產(chǎn)生的不利影響。
Choi 表示：“我們推測(cè)，在這類患者群體中，上調(diào)的 IL-17 配體有可能作用于大腦，誘發(fā)自殺意念，而在動(dòng)物身上則表現(xiàn)為焦慮表型?！?/p>
Choi 認(rèn)為，在感染期間，這種焦慮情緒可能是一種有益的反應(yīng)，能讓病人遠(yuǎn)離他人，避免感染傳播。
她說(shuō)：“除了對(duì)抗病原體這一主要功能外，免疫系統(tǒng)還有一種工作方式，就是控制宿主的行為，既保護(hù)宿主自身，也保護(hù)宿主所在的群體。免疫系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)這一目的的方式之一，就是利用細(xì)胞因子這種分泌因子作為‘通信工具’進(jìn)入大腦?！?/p>
研究人員發(fā)現(xiàn)，具有 IL-17 受體的 BLA 神經(jīng)元同時(shí)也具有 IL-10 受體，IL-10 是一種能夠抑制炎癥的細(xì)胞因子。這種分子能夠抵消 IL-17 所產(chǎn)生的興奮作用，一旦 IL-17 不再發(fā)揮作用，它就能幫助身體 “關(guān)閉” 焦慮情緒。
獨(dú)特的行為
這兩項(xiàng)研究表明，免疫系統(tǒng)，甚至單個(gè)細(xì)胞因子家族，都能在大腦中發(fā)揮多種作用。
Choi 表示：“我們現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)，IL-17 受體有不同的組合方式，它們?cè)诖竽X兩個(gè)不同區(qū)域的不同神經(jīng)元群中表達(dá)，并且調(diào)節(jié)著截然不同的行為。一種作用相對(duì)積極，能夠增強(qiáng)社交行為；另一種則相對(duì)消極，會(huì)引發(fā)焦慮表型?！?/p>
目前，她的實(shí)驗(yàn)室正在進(jìn)一步確定 IL-17 受體的位置，以及與之結(jié)合的 IL-17 分子的情況，重點(diǎn)研究 S1DZ 區(qū)域。最終，對(duì)這些神經(jīng)免疫相互作用有更深入的了解，或許能夠助力研究人員開(kāi)發(fā)出針對(duì)自閉癥、抑郁癥等神經(jīng)系統(tǒng)疾病的新療法。
“這些分子由免疫系統(tǒng)產(chǎn)生，這一事實(shí)為我們提供了一種影響大腦功能的新途徑，有望成為一種治療手段。我們與其直接對(duì)大腦進(jìn)行干預(yù)，不如直接考慮從免疫系統(tǒng)入手？”
https://news.mit.edu/2025/molecules-fighting-infection-act-in-brain-inducing-anxiety-or-sociability-0407
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