（來源：MIT News）

被稱為細胞因子的免疫分子在人體抵御感染的過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，它能夠調(diào)控炎癥反應(yīng)，并協(xié)調(diào)其他免疫細胞的反應(yīng)。如今，越來越多的證據(jù)表明，部分免疫分子還會對大腦產(chǎn)生影響，進而致使人們在患病期間出現(xiàn)行為變化。

近日，麻省理工學(xué)院和哈佛醫(yī)學(xué)院的兩項研究聚焦于一種名為 IL-17 的細胞因子，為上述觀點提供了新的證據(jù)支持。研究人員發(fā)現(xiàn)，IL-17 會作用于大腦的兩個不同區(qū)域——杏仁核和體感皮層，且產(chǎn)生兩種截然不同的效果。在杏仁核中，IL-17 能夠引發(fā)焦慮情緒；而在皮層中，它則會促進社交行為。這兩項研究成果于近日發(fā)表在Cell期刊上。

麻省理工學(xué)院皮考爾學(xué)習(xí)記憶研究所成員、大腦和認知科學(xué)副教授、該研究的資深作者之一 Gloria Choi 表示，這些研究結(jié)果表明，免疫系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)之間存在著緊密的聯(lián)系。她指出：“當(dāng)人生病時，其內(nèi)在狀態(tài)、情緒以及行為狀態(tài)都會發(fā)生變化，這可不只是身體感到疲憊那么簡單，還和大腦密切相關(guān)。”

哈佛醫(yī)學(xué)院免疫學(xué)副教授 Jun Huh 同樣也是這兩項研究的資深作者。其中一項研究由皮考爾研究所研究科學(xué)家 Byeongjun Lee 和前皮考爾研究所研究科學(xué)家 Jeong-Tae Kwon 牽頭，另一項則由哈佛醫(yī)學(xué)院博士后 Yunjin Lee 和皮考爾研究所博士后 Tomoe Ishikawa 主導(dǎo)。

行為影響

幾年前，Choi 和 Huh 在發(fā)現(xiàn) IL-17 與被稱為 “發(fā)燒效應(yīng)” 的現(xiàn)象存在關(guān)聯(lián)后，便開始對其展開研究。一項針對自閉癥兒童的大規(guī)模研究發(fā)現(xiàn)，許多自閉癥兒童在發(fā)燒時，他們的行為癥狀會暫時得到緩解。

2019 年，Choi 和 Huh 在一項小鼠研究中發(fā)現(xiàn)，在某些感染情況下，IL-17 會釋放出來，并抑制大腦皮層中一個名為 S1DZ 的小區(qū)域。該區(qū)域神經(jīng)元的過度激活會導(dǎo)致小鼠出現(xiàn)類似自閉癥的行為癥狀，比如重復(fù)行為以及社交能力下降等。

Choi 說：“這種分子就像是一座橋梁，將免疫系統(tǒng)激活（表現(xiàn)為發(fā)燒）與大腦功能及動物行為的變化連接起來。”

IL-17 有六種不同的形式，并且存在五種與之結(jié)合的受體。在這兩篇新論文中，研究人員致力于繪制出這些受體在大腦不同部位的表達情況。繪制結(jié)果顯示，在皮層中，包括研究人員之前發(fā)現(xiàn)的 S1DZ 區(qū)域，存在一對名為 IL-17RA 和 IL-17RB 的受體。這些受體位于接收本體感覺輸入并參與行為控制的神經(jīng)元群中。

當(dāng)一種名為 IL-17E 的 IL-17 與這些受體結(jié)合時，神經(jīng)元的興奮性會降低，這就導(dǎo)致了在 2019 年研究中所觀察到的行為變化。

Choi 表示：“我們已經(jīng)證實，IL-17E 對于緩解相關(guān)行為至關(guān)重要，它的作用實際上與神經(jīng)調(diào)節(jié)劑幾乎完全相同，因為它能夠迅速降低這些神經(jīng)元的興奮性。所以，有一種免疫分子在大腦中充當(dāng)神經(jīng)調(diào)節(jié)劑，其主要功能就是調(diào)節(jié)神經(jīng)元的興奮性。”

Choi 推測，IL-17 最初可能是作為神經(jīng)調(diào)節(jié)劑進化而來的，后來被免疫系統(tǒng) “征用”，在促進炎癥反應(yīng)方面發(fā)揮作用。這一觀點與此前的研究相契合，此前研究表明，在秀麗隱桿線蟲中，IL-17 在免疫系統(tǒng)中并無作用，而是作用于神經(jīng)元。IL-17 對秀麗隱桿線蟲的作用之一就是促進聚集行為，這屬于一種社交行為。此外，在哺乳動物中，IL-17E 實際上是由皮層中的神經(jīng)元產(chǎn)生的，其中就包括 S1DZ 區(qū)域。

Choi 說道：“有幾種形式的 IL-17 可能最初是在大腦中作為神經(jīng)調(diào)節(jié)劑進化而來的，后來可能被免疫系統(tǒng)‘劫持’，用作免疫調(diào)節(jié)劑。”

引發(fā)焦慮

Cell雜志發(fā)表的另一篇論文中，研究人員對他們發(fā)現(xiàn) IL-17 受體的另一個大腦區(qū)域 —— 杏仁核展開了深入探索。杏仁核這種杏仁狀的結(jié)構(gòu)在處理恐懼、焦慮等情緒方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

研究顯示，在名為基底外側(cè)杏仁核（BLA）的區(qū)域，IL-17RA 和 IL-17RE 受體成對發(fā)揮作用，在特定的神經(jīng)元群中表達。當(dāng)這些受體與 IL-17A 和 IL-17C 結(jié)合時，神經(jīng)元的興奮性會增強，進而導(dǎo)致焦慮情緒加劇。

研究人員還發(fā)現(xiàn)了一個與直覺相悖的現(xiàn)象：如果用阻斷 IL-17 受體的抗體對動物進行治療，實際上會使體內(nèi)循環(huán)的 IL-17C 數(shù)量增加。這一發(fā)現(xiàn)或許能夠解釋在針對銀屑病的靶向 IL-17-RA 受體藥物的臨床試驗中，所觀察到的一些意外結(jié)果，尤其是該藥物對心理健康可能產(chǎn)生的不利影響。

Choi 表示：“我們推測，在這類患者群體中，上調(diào)的 IL-17 配體有可能作用于大腦，誘發(fā)自殺意念，而在動物身上則表現(xiàn)為焦慮表型。”

Choi 認為，在感染期間，這種焦慮情緒可能是一種有益的反應(yīng)，能讓病人遠離他人，避免感染傳播。

她說：“除了對抗病原體這一主要功能外，免疫系統(tǒng)還有一種工作方式，就是控制宿主的行為，既保護宿主自身，也保護宿主所在的群體。免疫系統(tǒng)實現(xiàn)這一目的的方式之一，就是利用細胞因子這種分泌因子作為‘通信工具’進入大腦。”

研究人員發(fā)現(xiàn)，具有 IL-17 受體的 BLA 神經(jīng)元同時也具有 IL-10 受體，IL-10 是一種能夠抑制炎癥的細胞因子。這種分子能夠抵消 IL-17 所產(chǎn)生的興奮作用，一旦 IL-17 不再發(fā)揮作用，它就能幫助身體 “關(guān)閉” 焦慮情緒。

獨特的行為

這兩項研究表明，免疫系統(tǒng)，甚至單個細胞因子家族，都能在大腦中發(fā)揮多種作用。

Choi 表示：“我們現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)，IL-17 受體有不同的組合方式，它們在大腦兩個不同區(qū)域的不同神經(jīng)元群中表達，并且調(diào)節(jié)著截然不同的行為。一種作用相對積極，能夠增強社交行為；另一種則相對消極，會引發(fā)焦慮表型。”

目前，她的實驗室正在進一步確定 IL-17 受體的位置，以及與之結(jié)合的 IL-17 分子的情況，重點研究 S1DZ 區(qū)域。最終，對這些神經(jīng)免疫相互作用有更深入的了解，或許能夠助力研究人員開發(fā)出針對自閉癥、抑郁癥等神經(jīng)系統(tǒng)疾病的新療法。

“這些分子由免疫系統(tǒng)產(chǎn)生，這一事實為我們提供了一種影響大腦功能的新途徑，有望成為一種治療手段。我們與其直接對大腦進行干預(yù)，不如直接考慮從免疫系統(tǒng)入手？”

https://news.mit.edu/2025/molecules-fighting-infection-act-in-brain-inducing-anxiety-or-sociability-0407