소식

Oct 23, 2023

기도

자연 615권, 페이지

Nature 615권, 660~667페이지(2023)이 기사 인용

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측정항목 세부정보

병원체 감염은 신경학적으로 조율된 행동 및 생리학적 변화를 포함하는 고정관념적인 질병 상태를 유발합니다1,2. 감염 시 면역 세포는 사이토카인과 기타 매개체의 '폭풍'을 방출하며, 이들 중 다수는 뉴런3,4에 의해 감지됩니다. 그러나 자연 감염 동안 질병 행동을 유발하는 반응하는 신경 회로와 신경-면역 상호 작용 메커니즘은 아직 불분명합니다. 아스피린, 이부프로펜과 같은 일반의약품은 질병을 완화하고 프로스타글란딘 E2(PGE2) 합성을 차단하여 작용하는 데 널리 사용됩니다5. 주요 모델은 PGE2가 혈액뇌관문을 통과하여 시상하부 뉴런과 직접 관여한다는 것입니다2. 여기서 우리는 말초 감각 뉴런 지도를 광범위하게 다루는 유전적 도구를 사용하여 생쥐의 인플루엔자 유발 질병 행동에 필수적인 PGE2 감지 설인두 감각 뉴런(petrosal GABRA1 뉴런)의 작은 집단을 식별했습니다. petrosal GABRA1 뉴런을 제거하거나 이러한 뉴런에서 PGE2 수용체 3(EP3)의 표적화된 녹아웃을 통해 초기 감염 동안 인플루엔자에 의한 음식 섭취, 물 섭취 및 이동성의 감소를 제거하고 생존율을 향상시킵니다. 유전적으로 유도된 해부학적 지도 작성에 따르면 petrosal GABRA1 뉴런은 감염 후 cyclooxygenase-2의 발현이 증가하여 비인두의 점막 영역으로 투사하고 뇌간에서 특정 축삭 표적 패턴을 표시하는 것으로 나타났습니다. 함께, 이러한 발견은 국소적으로 생성된 프로스타글란딘을 감지하고 호흡기 바이러스 감염에 대한 전신 질환 반응을 중재하는 주요 기도-뇌 감각 경로를 보여줍니다.

인플루엔자 및 기타 병원체로 인한 호흡기 감염은 전 세계적으로 사망 및 입원의 주요 원인이며6, 최근 코로나19 팬데믹은 인류 사회를 광범위하게 혼란에 빠뜨렸습니다. 아프다는 느낌은 심신을 쇠약하게 만들 수 있으며, 대부분의 사람들은 일년에 여러 번 아플 수 있습니다. 아픈 느낌은 회복을 촉진하기 위해 고도로 조정되고 적응 가능한 전략을 제공할 수 있는 감염에 대한 신경 반응을 나타냅니다1,2. 다양한 병원체에 감염된 동물은 발열, 무기력, 식욕 부진, 두통 및 통증, 기분 변화 및 사회화 감소를 포함할 수 있는 일반적인 행동 및 생리적 반응을 나타내며, 이는 공유 신경 회로와 관련된 일반적인 질병 상태를 시사합니다2,7. 일반적인 증상 외에도 다른 질병 반응은 감염 부위에 따라 달라집니다. 예를 들어 일부 호흡기 감염은 기침, 울혈 및 기관지 수축을 유발하는 반면 일부 장 감염은 메스꺼움, 설사 및 구토를 유발합니다. 감염 특이적 행동 반응은 병원체 탐지를 위한 다양한 신체-뇌 통신 경로를 제안합니다.

인터루킨, 인터페론, 종양괴사인자(TNF) 및 에이코사노이드1,2,4,8를 비롯한 여러 사이토카인과 면역 매개체는 단독으로 투여할 때 질병 행동을 유발할 수 있습니다. 이러한 사이토카인과 지질다당류, 박테리아 독소, 포르밀 펩티드와 같은 병원체 유래 인자는 다양한 중추 및/또는 말초 감각 뉴런을 활성화할 수 있습니다4,9. 함께, 이러한 관찰은 신경-면역 누화에 대한 많은 경로가 있을 가능성을 제기하지만, 이러한 각 경로가 자연 감염 중에 언제 참여하는지 또는 참여하는지 여부는 불분명합니다.

버드나무 껍질의 살리실산, 아스피린, 이부프로펜과 같은 화학 물질은 사이클로옥시게나제 효소의 억제를 통해 주요 감염 유발 지질 매개체의 생합성을 차단하고 질병 증상을 관리하는 역사적으로 효과적인 접근법을 제공했습니다5,10. 프로스타글란딘 E2(PGE2)는 질병 행동을 유발하는 주요 사이클로옥시게나제 의존 대사산물이며, PGE2 생합성 경로에서 사이클로옥시게나제 하류의 다른 효소가 녹아웃되면 질병 반응도 개선됩니다11. PGE2는 4개의 G 단백질 결합 수용체(EP1-EP4)12의 작은 하위 계열에 의해 검출되며 발열원 유발 질병 반응의 전부는 아니지만 일부가 EP3 수용체에 의해 매개되는 것으로 생각됩니다2. EP3 수용체는 시상하부 및 뇌실주위 기관뿐만 아니라 말초 뉴런, 면역 세포 및 기타 여러 세포 유형을 포함한 다양한 뇌 영역에서 발현됩니다. 시상하부 중앙시각전핵(MnPO)에 있는 EP3 수용체의 영역별 녹아웃은 지질다당류로 인한 발열 반응을 감소시켰으며14, 다른 영역의 PGE2 수용체는 각성 및 섭식에 미치는 영향과 관련이 있는 것으로 알려졌습니다2. 이러한 발견과 기타 발견은 (1) PGE2가 소수성으로 인해 혈액-뇌 장벽을 직접 통과할 수 있고, (2) PGE2가 뇌실주위 기관에서 검출되거나 뇌로 들어갈 수 있고/또는 (3) PGE2는 뇌 자체에서 합성될 수 있습니다2,15,16. 중앙 PGE2는 특징적인 질병 반응의 특정 측면을 불러일으키는 MnPO와 같은 다양한 수용 뇌 영역을 사용하여 분산 신경 네트워크를 활성화할 수 있습니다.