Adv Sci | 上海药物所新研究为理解肺部炎症神经调控提供新视角

肺是呼吸系统行使功能的关键器官,其在进行环境-机体间气体交换的同时,会直接暴露于环境的病原体之中,常常引起肺部炎症反应。肺神经内分泌细胞(pulmonary neuroendocrine cells, PNECs)多位于气道的分叉处,感知肺部的内环境变化,接受迷走神经的支配,并向迷走神经元传递信息。

中国科学院上海药物研究所苏枭课题组提出了肺副交感神经炎症反射弧学说(Eur Res Rev,2024; QJM,2014)。该学说认为迷走神经来源于第十对颅神经、其神经末梢支配肺和气道,特别是PNECs (Allergy, 2025)。迷走神经的感觉神经元分布于结状神经节(nodose ganglion, NG),负责将肺部病原信息传递至孤束核(nucleus of the solitary tract),从而实现神经对肺部病原信号的调控。然而迷走神经的感觉神经元是否、如何感知肺部病原信息并诱导肺部急性炎症反应的环路和机制至今未明。

2026年1月29日,苏枭课题组在Advanced Science发表题为Neural Circuits between Nodose Ganglion and Pulmonary Neuroendocrine Cells Regulate Lung Inflammatory Responses的研究成果,聚焦于迷走神经NG感觉神经元与PNECs之间形成的神经回路,系统地解析NG的TRPA1神经元识别肺部细菌内毒素(LPS)促进NG的CGRP应答并活化PNECs加重肺部炎症反应的机制,为理解肺部炎症的神经调控提供了全新视角(图1)。

研究团队发现,迷走神经NG感觉神经元通过 MYD88 依赖的机制感知气道内LPS,并驱动肺部炎症反应。特异性敲除 NG中的Myd88 显著减弱LPS诱导的迷走神经电兴奋,NG神经元的激活,以及肺部炎症因子的表达;而在NG 特异性回补Myd88 可逆转上述效应。进一步研究显示NG神经元表达的TRPA1并非TLR4(Cell,2024)是在肺内识别LPS进而促进迷走神经电兴奋的关键分子。在NG上特异性剔除TRPA1会显著降低肺内LPS刺激引起的迷走神经电兴奋和炎症因子水平(图2)。

机制上TRPA1可以识别LPS,促进神经元的MYD88寡聚化,增加神经元钙内流和活化。神经节转录组分析发现LPS刺激后NG神经元中αCGRP(Calca)表达显著升高;这些神经元主要为TRPA1+ 神经元。αCGRP+ NG神经元广泛投射至肺神经内分泌细胞簇(PNECs/NEBs)。神经末梢释放的CGRP可以激活PNECs 的CGRP受体促进Calca的转录。PNECs产生的CGRP可以促进肺部中性粒细胞炎症反应。因此特异性消融或敲除NG中的αCGRP神经元均显著减弱PNECs中CGRP表达及肺部炎症反应。特异性消融PNECs同样可以减轻LPS诱导的肺部炎症反应。同时,PNECs也可以产生GABA进而NG神经元进行负反馈调控,以防炎症的过度放大。总之,研究团队发现了迷走神经NG的TRPA1+神经元末梢支配PNECs,识别肺内LPS激活NG神经元的CGRP应答,并促进PNECs的CGRP合成,进而放大肺部炎症应答的神经免疫调控机制。

上海药物所/复旦大学附属中山医院博士后陈杰、上海药物所博士生谢什韬、林哲锴和赵才琦为该文章共同第一作者;上海药物所苏枭研究员为该文章的通讯作者。该项目研究获得国家自然科学基金、国家重点研发计划、上海市科学技术委员会项目、中国博士后基金的资助;同时本项目也受到复旦大学中山医院宋元林教授、中国科学院分子细胞科学卓越创新中心隋鹏飞教授、河北医科大学王升教授、复旦大学韩清见教授等帮助。

文章链接:http://doi.org/10.1002/advs.202507512

图1 迷走神经TRPA1+αCGRP+感觉神经元与PNECs形成环路调控肺部炎症反应

图2 肺内LPS刺激可以升高迷走神经电兴奋和NG神经元激活

苏枭研究员带领团队提出肺副交感神经炎症反射弧学说,在迷走神经调控肺部感染免疫领域做了系列性研究。研究组正在招收有志于神经免疫研究的优秀博士后和助理研究员,提供有竞争力的薪酬待遇和未来发展机遇。联系方式:xsu@siii.cas.cn。


(供稿部门:苏枭课题组)