发烧后没胃口？Nature揭示背后机制

本文转载自“中国生物技术网”公众号。
人吃五谷杂粮，谁还没个生病的时候。众所周知，我们的身体时时刻刻都在与细菌、病毒等微生物打交道。 “我”强，敌就弱；但当敌强时，我们就会体验“病来如山倒” 。
虽然，导致生病的原因五花八门，但我们的身体反应却基本是固定模式，如发热、畏寒、食欲不振和疲劳。普遍观点认为，这是免疫系统发起了防御反击，从而导致了以发烧为主的一些列令人不快的身体反应。然而，神经科学家表示，这个“锅”得大脑背。
北京时间6月9日，发表在Nature上的一项最新研究中，来自哈佛大学脑科学中心庄小威教授、骆利群教授等人发现，大脑中的一个从未被表征过的神经元群在“操纵”疾病期间的体温与食欲（图1）。

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图1研究成果（图源：Nature）
在身体感染期间，大脑会协调进化上的保守行为和生理症状。因此，发烧，通常是一种有助于清除病原体的健康反应；但当它演变成高烧时，可能就会带来危险。食欲不振或口渴的情况也是如此，起初这可能是有益健康的；但持续缺乏营养或水分就会开始阻碍身体康复。
研究人员表示，如果知道这一过程背后的机制，也许可以帮助那些癌症化疗患者。因为，他们的食欲非常差，但医生却根本无能为力。
这项研究最初的目的是为了观察自闭症患者的发烧效应：当发烧时，患者的自闭症症状反而会减轻。因此，研究人员想找到产生发烧的神经元，并将其与参与社交行为的神经元联系起来。
在这项新研究中，研究人员开始从小鼠的大脑中寻找答案。他们首先在动物的下丘脑发现了一小群神经元，这些神经元以前从未被描述过。下丘脑位于大脑腹面、丘脑的下方，是调节内脏活动和内分泌活动较高级神经中枢所在。这些新发现的神经元除了可以引发包括发烧、食欲下降和胃寒等症状外，还能够直接检测来自免疫系统分子信号的受体，而这是大多数神经元不具备的能力。
该研究第一作者、博士后研究员JessicaOsterhout说：“对我们来说，确立大脑甚至可以感知这些免疫状态的观点非常重要。这在以前是很难理解的。 ”研究人员发现，下丘脑的关键区域紧挨着重要的血脑屏障。与血液和外围免疫系统接触的血脑屏障细胞被激活，这些非神经细胞分泌细胞因子和趋化因子，反过来又激活了这个新发现的神经元群。
在小鼠实验中，许多神经元在动物生病时被激活。研究人员将注意力集中在下丘脑腹内侧视前区（Ventralposterolateralnucleus ， VMPO）大约1000个神经元上，因为它们的位置靠近血脑屏障。为了产生发烧的症状，研究人员将模拟细菌或病毒感染的促炎剂脂多糖（Lipopolysaccharide ， LPS）或聚肌苷酸注射到小鼠体内，并在2小时后使动物体温达到峰值（图2）。

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图2小鼠神经元实验（图源：Nature）
【发烧后没胃口？Nature揭示背后机制】随后，研究人员使用化学遗传学和光遗传学工具来控制和研究小鼠大脑中不同神经元群之间的连通性，还可以根据指令激活或沉默特定神经元，以通过观察发生的情况来确定它们的功能。研究人员发现，在注射脂多糖（感染）后， 12个大脑区域显示Fos+细胞发生了显著变化，包括与食欲、代谢、体温调节、睡眠、压力，以及痛觉、恐惧和社交互动反应有关的区域（图3）。