新的研究表明，免疫分子IL-17可以通过直接作用于大脑的特定区域来影响行为。IL-17在皮层中减少神经元的兴奋性以增强社交能力，而在杏仁核中则增加兴奋性并引发焦虑。
这些发现表明，细胞因子可以像神经调节剂一样起作用，将免疫活动与特定的情绪和社会行为联系起来。这种对神经-免疫相互作用的不断深入理解可能为自闭症和抑郁症等疾病的治疗提供新的方法。
关键事实：
- IL-17的双重作用： IL-17在皮层中促进社交能力，在杏仁核中引发焦虑。
- 神经调节剂行为： IL-17直接作用于神经元，影响其兴奋性和行为。
- 临床意义： 针对IL-17通路的治疗方法可能为神经系统疾病提供新的治疗途径。
被称为细胞因子的免疫分子在身体对抗感染的过程中发挥着重要作用，帮助控制炎症并协调其他免疫细胞的反应。越来越多的证据表明，其中一些分子还会影响大脑，导致疾病期间的行为变化。
来自麻省理工学院（MIT）和哈佛医学院的两项新研究集中在一种名为IL-17的细胞因子上，进一步证实了这一点。
研究人员发现，IL-17作用于两个不同的脑区——杏仁核和体感皮层——并产生两种相反的效果。在杏仁核中，IL-17可以引发焦虑感，而在皮层中则促进社交行为。
这些发现表明，免疫系统和神经系统紧密相连，麻省理工学院脑与认知科学系副教授、Picower学习与记忆研究所成员Gloria Choi说。
“如果你生病了，你的内部状态、情绪和行为状态会发生很多变化，这不仅仅是你身体上的疲劳。这与大脑有关。”她说。
哈佛医学院免疫学副教授Jun Huh也是这两项研究的资深作者，这两项研究今天发表在《细胞》杂志上。其中一篇论文由Picower研究所的研究科学家Byeongjun Lee和前Picower研究所的研究科学家Jeong-Tae Kwon领导，另一篇由哈佛医学院博士后Yunjin Lee和Picower研究所博士后Tomoe Ishikawa领导。
几年前，Choi和Huh对IL-17产生了兴趣，当时他们发现它参与了一种称为发热效应的现象。大规模的自闭症儿童研究表明，许多孩子在发烧时，他们的行为症状会暂时减轻。
在2019年的一项小鼠研究中，Choi和Huh发现，在某些感染情况下，IL-17被释放并抑制大脑皮层的一个小区域，即S1DZ。
这个区域的神经元过度激活会导致小鼠出现类似自闭症的行为症状，包括重复行为和社交能力下降。
“这种分子成为连接免疫系统激活（表现为发热）与大脑功能变化以及动物行为变化之间的纽带。”Choi说。
IL-17有六种不同的形式，有五种不同的受体可以与之结合。在这两篇新论文中，研究人员着手绘制这些受体在大脑不同部分的表达情况。
这项映射揭示了一对受体IL-17RA和IL-17RB存在于皮层中，包括之前确定的S1DZ区域。
这些受体位于一群接受本体感觉输入并参与控制行为的神经元中。当一种名为IL-17E的IL-17与这些受体结合时，这些神经元变得不那么兴奋，从而导致2019年研究中观察到的行为效应。
“我们已经证明IL-17E对于行为缓解是必要的，实际上它几乎就像一个神经调节剂一样工作，它可以立即降低这些神经元的兴奋性。”Choi说。
“因此，有一种免疫分子在大脑中像神经调节剂一样工作，其主要功能是调节神经元的兴奋性。”
Choi推测，IL-17最初可能是作为一种神经调节剂进化而来的，后来被免疫系统用来促进炎症。这一观点与先前的研究一致，该研究表明在秀丽隐杆线虫中，IL-17在免疫系统中没有作用，而是作用于神经元。在线虫中，IL-17促进聚集，这是一种社会行为。此外，在哺乳动物中，IL-17E实际上是由皮层中的神经元产生的，包括S1DZ。
“有可能IL-17的一些形式最初是为了作为大脑中的神经调节剂而进化的，后来被免疫系统劫持，也作为免疫调节剂发挥作用。”Choi说。
在另一篇《细胞》论文中，研究人员探索了另一个发现IL-17受体的大脑位置——杏仁核。这个杏仁状结构在处理情绪方面发挥着重要作用，包括恐惧和焦虑。
那项研究揭示，在基底外侧杏仁核（BLA）的一个区域中，IL-17RA和IL-17RE受体作为一对存在，并且在一组离散的神经元中表达。当这些受体与IL-17A和IL-17C结合时，这些神经元变得更加兴奋，从而导致焦虑增加。
研究人员还发现，反直觉的是，如果用抗体阻断IL-17受体，实际上会增加体内循环的IL-17C的数量。
这一发现可能有助于解释一项针对银屑病治疗的抗IL-17RA受体药物的临床试验中观察到的意外结果，特别是关于其对精神健康的潜在不良影响。
“我们假设有一种可能性，即在这些患者群体中上调的IL-17配体可能会作用于大脑，诱发自杀意念，而在动物中则表现为焦虑表型。”Choi说。
在感染期间，这种焦虑可能是一种有益的反应，使患病个体远离其他人，防止感染传播，Choi推测。
“除了其主要的抗病原体功能外，免疫系统的另一种工作方式是控制宿主行为，以保护宿主本身及其所属的社区。”她说。
“免疫系统这样做的方式之一是使用细胞因子，这些分泌因子作为沟通工具进入大脑。”
研究人员发现，具有IL-17受体的同一组BLA神经元也具有IL-10受体，IL-10是一种抑制炎症的细胞因子。这种分子抵消了IL-17引起的兴奋性，给身体提供了一种关闭不再有用的焦虑的方法。
总的来说，这两项研究表明，免疫系统，甚至单一家族的细胞因子，可以在大脑中产生多种效应。
“我们现在有不同的IL-17受体组合在不同群体的神经元中表达，分布在两个不同的脑区，调节非常不同的行为。”Choi说。
“其中一个实际上有些积极，增强了社交行为，而另一个则有些消极，引发了焦虑表型。”
她的实验室现在正在对S1DZ区域进行更多的IL-17受体位置和与其结合的IL-17分子的映射。最终，更好地理解这些神经-免疫相互作用可能有助于研究人员开发出治疗自闭症或抑郁症等神经系统疾病的新方法。
“这些分子是由免疫系统产生的这一事实为我们提供了一种新的方法，通过影响大脑功能来作为治疗手段。”Choi说。“与其直接考虑大脑，我们能否考虑对免疫系统做些什么？”
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