大腦也負責抗擊細菌？

小鼠腹腔的迷走神經可分泌神經遞質乙醯膽鹼，調控淋巴細胞 ILC3 增加 PCTR1 的產生和分泌，增強免疫系統的抗菌功能。

來源 the conversation

翻譯 嚴冰

審校 董堃

大腦不僅控制我們的思維意識和基本的身體機能，近期的研究表明，它還能調控機體對細菌感染的防禦反應。PCTR1 是人體內一種可幫助白細胞殺死細菌的保護性分子，大腦可以通過促進大量 PCTR1 的產生來調節機體的免疫反應。

我們的身體每時每刻都在與細菌接觸。大部分情況下，這些細菌對身體健康都不構成威脅，因為人體的固有免疫系統架起一道道免疫防線（如粘膜系統），阻止細菌進入。但在某些特殊情況下，例如免疫系統衰弱或是停止工作時，細菌很可能會侵入機體造成感染，嚴重時甚至會出現膿毒血症，導致機體死亡。

上世紀20年代，青黴素的發現為細菌感染的治療開創了新的紀元。有了抗生素，我們不再只能依賴於自身的免疫系統來清除細菌；相反，我們還可以利用抗生素抑制細菌生長繁殖的功能，為免疫系統提供足夠的反應時間。

青黴素是眾多抗生素中第一個被用來抗擊細菌感染的。然而，在過去幾十年中，抗生素的抗菌能力變得十分有限並且越來越多的細菌菌株都對抗生素產生了抗性。細菌的耐藥性促使科學家們尋找治療細菌感染的其他方法。

因此，我們將目光轉向中樞神經系統（大腦，脊髓和視神經）。已經有一些研究指出大腦不僅僅只有控制思維意識的功能，例如在我們的研究中發現，切斷小鼠右迷走神經會導致小鼠抵抗大腸桿菌感染的能力嚴重下降。

隨著進一步研究，我們發現抗菌能力下降的同時伴有 PCTR1 蛋白的顯著降低。PCTR1（protectin conjugate in tissueregeneration 1，組織再生相關保護素1）是一類特殊的前炎症調節因子，用於調控機體對炎症的反應。它由白細胞產生其底物為來自魚油的重要脂肪酸——二十二碳六烯酸。此外，我們還發現PCTR1 的下降會削弱巨噬細胞殺死大腸桿菌的能力。

根據已有的研究表明炎癥狀態下迷走神經會在腹腔調控白細胞，因此我們進一步了研究小鼠迷走神經如何調控 PCTR1 水平的。研究發現，迷走神經釋放神經遞質乙醯膽鹼促使一種固有淋巴細胞促使 PCTR1 的產生增加；PCTR1 反過來也能調節巨噬細胞尋找和殺死細菌的能力。

當我們在切斷迷走神經的小鼠體內注射 PCTR1 時，發現 PCTR1 能修復巨噬細胞的殺菌能力，抑制炎症反應，並且促進細菌感染的消退。

該研究結果說明，我們可以利用 PCTR1 之類的分子幫助機體提高自身清除細菌的能力，而非一味依賴於抗生素。這為今後的抗細菌感染研究提供了非常大的可能空間，尤其是在細菌耐藥性日趨嚴重的今天。

文章來源

https://theconversation.com/how-the-brain-helps-the-body-fight-bacteria-70833

論文基本信息

【題目】Vagal Regulation of Group 3 Innate LymphoidCells and the Immunoresolvent PCTR1 Controls Infection Resolution

【作者】Jesmond Dalli, Romain A. Colas, HildurArnardottir, Charles N. Serhan,

【期刊】Cell Immunity

【日期】17 Jan 2017

【DOI】http://dx.doi.org/10.1016/j.immuni.2016.12.009

【摘要】Uncovering mechanisms that control immuneresponses in the resolution of bacterial infections is critical for thedevelopment of new therapeutic strategies that resolve infectious inflammationwithout unwanted side effects. We found that disruption of the vagal system inmice delayed resolution of Escherichia coli infection. Dissection of the rightvagus decreased peritoneal group 3 innate lymphoid cell (ILC3) numbers andaltered peritoneal macrophage responses. Vagotomy resulted in an inflammatoryperitoneal lipid mediator profile characterized by reduced concentrations ofpro-resolving mediators, including the protective immunoresolvent PCTR1, alongwith elevated inflammation-initiating eicosanoids. We found that acetylcholineupregulated the PCTR biosynthetic pathway in ILC3s. Administration of PCTR1 orILC3s to vagotomized mice restored tissue resolution tone and host responses toE. coli infections. Together these findings elucidate a host protectivemechanism mediated by ILC3-derived pro-resolving circuit, including PCTR1, thatis controlled by local neuronal output to regulate tissue resolution tone andmyeloid cell responses.