五月小新聞主題──神經系統對免疫的調節

啊！銳利的刀劃過指尖的瞬間，一道快如閃電的神經訊號在體內高速傳送，在下個瞬間，手已經縮了回來，嘴邊還能罵個兩句。神經系統──體內最高速的指令傳輸系統，掌管體內大大小小的指令。從抬手抓癢到消化反射，神經系統確保著人體有意識及無意識功能的精準運作。

「好痛。」嘴裡還在唸著，劃破的傷口已經逐漸紅腫。受傷的組織分泌了大量的警報訊號進入血液中。幾分鐘內，傷口周遭已經擠滿了免疫大軍，對抗著侵入的細菌。免疫系統──體內堅實的防禦系統，透過細胞激素與趨化素活化及移動。從手上的傷口到腸胃道的共生菌，免疫系統不僅對抗外來的感染，也與共生菌合作守衛身體的健康。

近年來，科學家發現兩個看似無關的系統──神經系統與免疫系統──其實能合作對抗病原的入侵。結合神經系統的快速與免疫系統的防禦，兩個系統的合作使人體更快啟動區域性的防禦，讓受感染組織的周遭可以超前部屬提升防禦力^[1]。這一發現為科學界開啟了全新的研究視野，也引起人類對於大腦或許能調控免疫系統的關注。三年前（2020），研究人員發現進食與生理時鐘能夠促使神經系統調控腸道的免疫細胞，進而影響腸道的通透性^[2]。去年（2022）研究團隊更發現情緒壓力對於免疫細胞的組成有所影響^[3]。

這個月，我們將深入探討「神經系統對免疫的調節」，從神經系統在腸道沙門氏菌感染中扮演的角色^[4]、神經系統如何參與造血幹細胞的分化調控 ^[5]、到情緒如何影響免疫細胞^[3]，與大家一同探索「大腦調控免疫系統」假說的可能性。

圖片來源：Bing “Please create a picture of the brain, nerve cells, immune cells, and bacteria dancing together. The atmosphere is joyous and colorful. Please complete it with crayons.”

參考文獻：

Cohen, J. A., Edwards, T. N., Liu, A. W., Hirai, T., Jones, M. R., Wu, J., … & Kaplan, D. H. (2019). Cutaneous TRPV1+ neurons trigger protective innate type 17 anticipatory immunity. Cell, 178(4), 919-932. https://doi.org/10.1016/j.cell.2019.06.022 本篇文章說明受感染皮膚周遭的皮膚會提升抵抗感染的效果，而其機制並非透過傳統的趨化素或細胞激素，而是透過神經元傳導。
Talbot, J., Hahn, P., Kroehling, L., Nguyen, H., Li, D., & Littman, D. R. (2020). Feeding-dependent VIP neuron–ILC3 circuit regulates the intestinal barrier. Nature, 579(7800), 575-580.https://www.nature.com/articles/s41586-020-2039-9 本篇文章探討生理時鐘、進食促使神經系統調控腸胃道免疫的機制。
Poller, W. C., Downey, J., Mooslechner, A. A., Khan, N., Li, L., Chan, C. T., … & Swirski, F. K. (2022). Brain motor and fear circuits regulate leukocytes during acute stress. Nature, 607(7919), 578-584. https://www.nature.com/articles/s41586-022-04890-z 本篇文章除了連結大腦與免疫細胞的互動，加入了情緒對於免疫細胞的影響。是 “腦部中央調控免疫系統” 假說的一步探索。
Lai, N. Y., Musser, M. A., Pinho-Ribeiro, F. A., Baral, P., Jacobson, A., Ma, P., … & Chiu, I. M. (2020). Gut-innervating nociceptor neurons regulate Peyer’s patch microfold cells and SFB levels to mediate Salmonella host defenseGut-innervating nociceptors regulate the intestinal microbiota to promote tissue protection. Cell, 180(1), 33-49. https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.09.008 本篇文章說明神經細胞、腸道細胞、共生菌彼此如何互動，身體如何使用神經元作為訊息傳導影響腸道免疫與 salmonella 感染。
Gao, X., Zhang, D., Xu, C., Li, H., Caron, K. M., & Frenette, P. S. (2021). Nociceptive nerves regulate haematopoietic stem cell mobilization. Nature, 589(7843), 591-596. https://www.nature.com/articles/s41586-020-03057-y 本篇文章闡述神經系統如何影響骨隨中的造血幹細胞，逐步探索神經細胞影響免疫細胞恆定與組成的可能性。