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一项研究揭示了神经和免疫系统之间的联系


自20世纪90年代起,迷走神经刺激技术被广泛用于治疗癫痫,并且自20世纪20年代初期曾被用于治疗抑郁症。Katrin是阿姆斯特丹的一名健身教练,今年70岁,她的名字可能会出现在电刺激治疗的历史记录中。因为Katrin用电刺激来控制类风湿关节炎——一种损害关节和周围组织软骨的自身免疫性疾病,并且获得了很大改善。5年前,她加入了一项临床试验。该试验是首个探索电刺激在治疗自身免疫性疾病的临床潜力的试验。同时,它代表着20年来研究神经和免疫系统之间关系的鼎峰时期。

几家制药公司都投资了“电刺激疗法(可调节神经的设备)”市场,试图利用植入式电刺激仪器来治疗心血管和代谢疾病。如果Tracey的理论是对的,那么使用电刺激调控免疫系统将会是免疫学领域的重大突破。

俄亥俄州肯特州立大学(Kent State University)神经科学家Dianne Lorton表示,很多人都在研究神经和免疫之间的关联,而Tracey是先锋。Lorton花了30年来研究深入免疫器官(如淋巴结和脾脏)的神经的作用。但她和其他研究者警告说,目前神经回路的抗炎机制还不明确。

Tracey同意这一观点,但他仍然觉得电刺激具有巨大潜力,并指出,有生之年,我们将会看到某些仪器会替代掉药物。Tracey认为,对迷走神经或其它周围神经施加电刺激可以治疗许多疾病,包括糖尿病、高血压和出血。这开启了一个新的领域。

往大脑注射CNI-1493减少了整个大鼠体内TNF-α的产生。其它实验表明,往大脑注射药物,比往静脉注射有效得多,前者的效力是后者的10万倍。Tracey推测,CNI-1493作用于神经信号。

后续实验支持了这一想法。他将CNI-1493注入大脑几分钟后,观察到大鼠的迷走神经被激活。迷走神经调节了一些非自主功能,包括心率、呼吸和肠道推动食物的肌肉收缩。Tracey认为,迷走神经或许可以控制炎症。他切断迷走神经后,CNI-1493的作用消失了。Tracey指出,这个发现很可能会改变整个领域。这个发现意味着,或许不需要药物就能刺激迷走神经。

接着,他尝试了一个关键性的实验。他给大鼠注射了致命剂量的内毒素——细菌细胞壁的一部分,可引起动物的炎症、器官衰竭,甚至死亡。内毒素的作用大致模拟了人类的败血性休克。然后,Tracey使用电极刺激动物的迷走神经。治疗组血液中的TNF-α含量为对照组的四分之一,并且没有发生休克。

Tracey立刻意识到,迷走神经刺激在阻止TNF-α和其它炎症分子的激增上具有巨大潜力。并且当时已有公司在销售植入式电极,以治疗癫痫。但是,为了在炎症上应用电刺激,Tracey需要更清晰地了解电刺激对免疫系统的作用机制和可能的副作用。

接下来15年里,Tracey的团队进行了一系列动物实验,以确定迷走神经刺激的作用位置和机制。他们试图在不同的地方切断神经,并使用阻断特异性神经递质的药物。这些实验似乎表明,当迷走神经被刺激时,信号将传导到腹部,然后通过第二神经进入脾脏。

脾脏作为免疫中转站,循环免疫细胞会定期在这里停留一段时间,然后返回血液。Tracey团队发现,进入脾脏的神经会释放一种名为去甲肾上腺素的神经递质,作用于脾脏中的T细胞。Tracey指出,神经和T细胞之间的联系实际上和两个神经细胞之间的突触非常类似,而T细胞的行为也和神经元非常类似。T细胞被激活后,会释放另一种乙酰胆碱的神经递质,然后乙酰胆碱与脾脏中的巨噬细胞结合。当往动物体内注射内毒素后,这些免疫细胞通常会释放TNF-α到血液中。但巨噬细胞在乙酰胆碱作用下,会减少炎性蛋白的产生
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