新研究解答多年疑问,只有大脑内皮细胞会引起发烧反应!

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发烧是人体对抗感染或外来物的自然防御机制,已知是由作用于大脑的前列腺素 E2(prostaglandin E2, PGE2)引起,但目前对其起源仍存在争议,在《PNAS》最新研究中,林雪平大学(Linköping University)透过小鼠实验解答了一个长期存在的问题:究竟哪些器官参与发烧反应?

大脑血管内皮细胞产生 PGE2 的必要性

当受到感染或炎症影响时,身体会将细胞因子释放到血液循环中,为了保护大脑免受有害物质侵害,血脑屏障会阻止细胞因子的分子通过,同时外侧表面的检测受体会将信号传递给屏障中的血管内皮细胞使其产生 PGE2,刺激下丘脑中的受体产生发烧反应。

尽管已知大脑内皮细胞中的产生的 PGE2 与发烧反应有关,但并无法确定是否还需要其他反应协同刺激,过去认为,肝脏、肺等多个器官中免疫刺激诱导产生 PGE2,也是引发发烧反应的必要环节,但林雪平大学团队发现情况并非如此,只有大脑内皮细胞是产生发烧反应所必要的。

为了确认大脑内皮细胞的必要性,在最新研究中,研究人员先是利用基因编辑,将小鼠大脑内皮细胞中负责产生前列腺素的基因去除,随后再给小鼠注射了某些细菌细胞壁中存在的物质来诱导发热,但这些小鼠在注射后并未出现任何发热反应。

由此可知,大脑内皮细胞是引起发烧反应所必需的,但是否光靠它们就已足够?出于这项疑问,研究人员对另一种基因修饰小鼠模型进行了测试。这些小鼠体内唯一可以产生 PGE2 的细胞是大脑内皮细胞,而小鼠也表现出发烧反应,证实大脑内皮细胞确实足够。

掌握发烧机制促进新药开发理解

长年以来,大众一直认为小动物的体温会比人类和其他大型哺乳动物的体温要高,大约落在 40 度左右,但研究人员指出,那些测量结果其实是错误的,从团队使用的新技术来看,小鼠的体温与人类相同,温度提升是因为动物在过程中变得紧张。

通过手术插入静脉导管并遥测记录体温,可以在不给动物造成压力的情况下进行注射和测量,这意味着可以更准确地观察发烧反应。林雪平大学生物医学和临床科学系名誉教授 Anders Blomqvist 认为,随着越来越了解发烧背后的详细机制,未来对新药和疗法如何发挥作用将能更准确掌握。

延伸阅读:发炎还是抗发炎?“血管内皮细胞”成控制巨噬细胞关键

参考资料:
1. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2022,https://doi.org/10.1073/pnas.2122562119
2. https://liu.se/en/news-item/the-brain-cells-needed-for-fever

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