細菌生物膜通過肺腦感覺神經元改變肺部細菌感染后疾病癥狀詳解

瀏覽次數：726　發布日期：2024-3-27　來源：本站　僅供參考，謝絕轉載，否則責任自負

2024年3月18日加拿大卡爾加里大學Bryan G. Yipp團隊在Cell雜志發表文章揭示了在肺部細菌感染后EPS通過掩蓋肺TRPV1陽性感覺神經元通過TLR4識別LPS的能力，并將信號傳遞給室旁核CRH陽性神經元，最終改變感染后的疾病癥狀。

1、EPS通過掩蓋LPS不易被TLR4識別發揮改變肺炎疾病癥狀的作用

研究人員通過工程改造EPS陽性和EPS陰性P.aeruginosa兩種菌株，其中前者可產生Pel和Psl，后者則無法產生。EPS陽性和EPS陰性P.aeruginosa感染后小鼠均出現疾病癥狀和體溫過低，但EPS陰性P.aeruginosa引起的癥狀更加明顯。在EPS陰性P.aeruginosa感染小鼠中，雄性小鼠疾病癥狀比雌性更為嚴重。

EPS通過隱藏脂多糖(LPS)來幫助細菌逃避宿主免疫監測，這個過程依賴于LPS受體Toll 樣受體 4(TLR4）。敲除TLR4可顯著緩解EPS陰性P.aeruginosa感染后引起的疾病癥狀，并能恢復體溫，減少炎癥因子IL-1α、IL-1β、TNFα的水平，但對EPS陽性P.aeruginosa感染幾乎無影響，表明EPS通過掩蓋LPS不易被TLR4識別發揮改變疾病癥狀的作用。

圖1：EPS陰性P.aeruginosa感染小鼠疾病癥狀更加嚴重

2、肺感覺神經元通過LPS-TLR4信號調控肺炎疾病癥狀

TRPV1通道的感覺覺傳入神經元在肺上皮細胞中表達。EPS陽性和EPS陰性P.aeruginosa感染后均能增加肺組織降鈣素基因相關肽(CGRP)水平。單獨的LPS刺激能夠誘發出類似于EPS陰性P.aeruginosa感染的疾病癥狀和體溫下降，在特異性敲除TRPV1陽性神經元TLR4可緩解上述癥狀。電生理實驗發現LPS可誘發TPRV1功能敏化，在敲除TLR4后可阻斷這種敏化的發生。在野生型小鼠和RPV1陽性神經元TLR4敲除小鼠中EPS陽性P.aeruginosa誘發的疾病癥狀嚴重程度并無差異，但在PS陰性P.aeruginosa肺炎中敲除TLR4可緩解癥狀。通過病毒工具特異性敲除肺組織TRPV1陽性神經元TLR4也能緩解EPS陰性P.aeruginosa感染后引起的疾病癥狀。

圖2、肺感覺神經元通過LPS-TLR4信號調控肺炎疾病癥狀

3、室旁核CRH陽性神經元調控肺炎疾病癥狀

孤束核(NTS)通過迷走神經節將信號傳遞到下丘腦室旁核(PVN)，整合環境刺激，啟動應激反應，并改變行為。EPS陽性和EPS陰性P.aeruginosa感染均能激活PVN腦區神經元活性。此外，腹腔注射LPS或肺灌注LPS均能激活PVN腦區神經元活性，免疫熒光實驗發現激活的神經元主要是促腎上腺皮質激素釋放激素（CRH)陽性神經元。CRH受體拮抗劑或化學遺傳學抑制PVN腦區CRH陽性神經元活性可顯著改善EPS陰性P.aeruginosa感染的疾病癥狀。