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Nature:细菌引起皮肤疼痛并抑制免疫反应

日期:2013-08-23 00:00:00

波士顿儿童医院的科学家发现由耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(methicillin-resistant Staphylococcus aureus)感染引起的皮肤疼痛很可能是由于该细菌感染所致,而不是之前认为的集体免疫反应。更重要的是,研究人员发现一旦痛觉神经元"感受"到了该细菌,该神经元会一直免疫体系,这就加剧了细菌的毒性。该研究发表在近期的Nature杂志上。

该文章的第一编辑Isaac Chiu博士表示,如果大家能够在感染部位阻断疼痛,大家就能很好的治疗细菌感染。但是令人惊异的是,大家发现痛觉神经元能够对细菌产生反应。于是大家就在动物模型上进行皮肤感染实验。结果发现一旦痛觉神经元被细菌激活就能够一直免疫系统功能。

为什么激活的痛觉神经元会抑制免疫系统对侵染的反应哪?科学家猜测可能是神经元试图保护机体,防止机体因炎症反应而遭到进一步的破坏--这其实是一种保护机制。

细菌与神经元的对话

研究发现S. aureus能够分泌两种类型的复合物来与感觉神经元进行交流,包括痛觉神经元:

N-formyl多肽:痛觉神经元具有感知该多肽的受体,如本研究发现的FPR1受体,当小鼠不能制造该受体时,小鼠的痛觉感受会下降。

孔洞形成毒素(Pore-forming toxins):其他类型的有害细菌也能释放该类蛋白,该蛋白锚定在感觉神经元末梢,形成大型孔洞,导致离子进入神经元触发该神经元释放疼痛信号。S. aureus表达一类称之为alpha毒素的孔洞形成毒素帮助该细菌在皮肤和肺脏中扩散。

抑制免疫系统功能

在小鼠模型中的进一步实验表明激活感觉神经元会以两种方法一直局部受感染区域的免疫反应:

天然免疫:激活的痛觉神经元降低中性粒细胞和单核细胞两类感染关键细胞的内流。在小鼠实验中,通过遗传手段减少痛觉神经元会导致免疫细胞数目急剧增加。研究人员进一步说明了神经元与免疫细胞交流的分子机制。一种机制是通过CGRP防止巨噬细胞产生TNF-alpha,而TNF-alpha是激发进一步针对细菌的免疫反应的关键信号。

排空淋趋承:正常情况下,感染细菌的抗原会从侵染部位聚集到淋趋承,而T细胞和B细胞中淋趋承中大量聚集会引起机体第二波的免疫反应。但是,研究人员发现激活的痛觉神经元能够减少T细胞和B细胞向淋趋承的迁移。

研究人员打算进一步揭示疼痛-细菌-免疫系统之间的关系,并研究缓解因细菌感染造成的疼痛的方法。

Chiu博士总结道,大家发现免疫系统并不是细菌感染造成疼痛的原因,而恰恰是细菌本身造成了机体疼痛。在治疗感染性疼痛的时候,大家需要考虑如何阻断病原体本身而不是免疫/炎症通路。

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