感覺神經(jīng)元從我們的感官中獲取信息，并將其傳遞給神經(jīng)系統(tǒng)的其余部分。但這不是他們唯一的任務(wù)。在發(fā)表在《當(dāng)代生物學(xué)》雜志上的一項新研究中，巴黎腦研究所的克萊爾·懷爾特(Claire Wyart)和阿姆斯特丹大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的克里斯蒂娜·范登布魯克-格羅斯(Christina Vandenbroucke-Grauls)表明，中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的感覺神經(jīng)元在肺炎球菌性腦膜炎中起著主導(dǎo)作用，肺炎球菌性腦膜炎是一種嚴(yán)重的感染，死亡率高，流行潛力大。它們有助于抵抗感染并促進(jìn)宿主存活。

近年來，研究人員強調(diào)了在人體意想不到的區(qū)域存在感覺受體。例如，在肺組織中，味覺感受器在苦味物質(zhì)存在下使氣道放松。在大腦、心臟、腎臟、膀胱或鼻上皮中發(fā)現(xiàn)了甜味受體。但它們的功能并不總是很清楚。

“哈佛大學(xué)的研究表明，當(dāng)細(xì)菌侵入皮下組織時，皮膚中的感覺細(xì)胞可以幫助抵抗感染，”巴黎腦研究所脊柱感覺信號團隊負(fù)責(zé)人克萊爾懷爾特說。“在呼吸道感染的情況下也會發(fā)生同樣的現(xiàn)象：纖毛細(xì)胞檢測到致病菌的痕跡并引發(fā)炎癥反應(yīng)。我們想找出中樞神經(jīng)系統(tǒng)中是否存在類似的保護系統(tǒng)。

為此，研究人員研究了位于脊髓中央管壁上的感覺細(xì)胞的作用。它們被稱為腦脊液接觸神經(jīng)元，簡稱腦脊液神經(jīng)元，在脊椎動物物種中數(shù)量眾多。這些神經(jīng)元可以實時檢測脊柱曲率，并利用這些信息來調(diào)整身體的姿勢，以完成具有挑戰(zhàn)性的運動任務(wù)。在過去的10年里，克萊爾·懷爾特(Claire Wyart)的團隊已經(jīng)證明，這種檢測系統(tǒng)可以優(yōu)化身體活動期間的姿勢和運動。但它也會在生命、生長和衰老過程中調(diào)整脊柱的形狀。

“我們懷疑這些神經(jīng)元與腦膜炎有關(guān)，腦膜炎是一種以腦膜炎癥為特征的疾病 - 包裹大腦和脊髓的膜，”她解釋說。“特別是在肺炎球菌性腦膜炎中，致病細(xì)菌肺炎鏈球菌侵入從腦室循環(huán)到脊髓中央管的腦脊液......腦脊液接觸神經(jīng)元的確切位置。感染患者也表現(xiàn)出明顯的頸部僵硬;如果不及時治療，這會導(dǎo)致一種稱為后角弓的特征性姿勢變化，其中背部被夸張地拱起。有了所有這些線索，我們不得不進(jìn)行調(diào)查。

調(diào)節(jié)炎癥和免疫反應(yīng)

為了了解這些細(xì)胞在肺炎球菌性腦膜炎中的作用，研究人員使用了該疾病的動物模型。在將肺炎鏈球菌注射到斑馬魚幼蟲的后腦后，他們觀察到動物腦膜炎的癥狀讓人聯(lián)想到該疾病在晚期的臨床表現(xiàn)。特別是，魚的背側(cè)彎曲異常和癲癇樣癲癇發(fā)作。

“我們發(fā)現(xiàn)，一旦致病細(xì)菌進(jìn)入腦脊液并侵入脊髓的中央管，腦脊液神經(jīng)元就會變得異?；钴S，”Wyart說。此激活的指標(biāo)?大量的鈣瞬變。研究人員還在體外觀察到這些瞬變，一旦感覺神經(jīng)元暴露于肺炎鏈球菌的分泌物 - 肺炎鏈球菌被認(rèn)為是苦味物質(zhì)。

“腦脊液神經(jīng)元表達(dá)味覺受體;他們真的嘗到了苦澀的味道!我們知道苦味受體在口腔免疫中起著重要作用，因為它們在攝入前會檢測到受污染的食物。但并不是說他們參與了腦部感染，“研究人員說。

“這些感覺神經(jīng)元令人驚訝：在感染期間，它們品嘗腦脊液的內(nèi)容，通過苦味受體發(fā)現(xiàn)入侵的細(xì)菌，然后增加細(xì)胞因子和其他參與先天免疫的蛋白質(zhì)的表達(dá) - 這是抵御病原體的第一道防線。

為了驗證接觸神經(jīng)元有助于肺炎球菌感染的免疫反應(yīng)，研究人員在斑馬魚幼蟲中移除了它們 - 縮短了它們的壽命并增加了體內(nèi)細(xì)菌的水平。

腦膜炎，一種可怕的疾病

肺炎鏈球菌是社區(qū)傳播腦膜炎的最常見病因。據(jù)世衛(wèi)組織稱，這種疾病每年影響約500萬人，死亡率高，特別是在撒哈拉以南非洲。在有疫苗的工業(yè)化國家，其年發(fā)病率為每 000，1 人 3-100 例。此外，由于感染和宿主的炎癥反應(yīng)，它會導(dǎo)致腦損傷。

“這不是涉及接觸神經(jīng)元的唯一腦膜炎形式，”Wyart說。“我們的研究結(jié)果表明，這些細(xì)胞表達(dá)的苦味受體也識別單核細(xì)胞增生李斯特菌，另一種主要的感染源，以及一種叫做Sindbis的嗜神經(jīng)病毒。我們認(rèn)為它們可以檢測到許多其他病原體。最終，更好地了解這些感覺神經(jīng)元可能使我們能夠為其他神經(jīng)系統(tǒng)感染開辟治療途徑，我們還沒有任何疫苗。