2025 年 4 月 7 日

 

一項針對一種名為 IL-17 的細胞因子的新研究進一步證明免疫分子可以影響患病期間的行為。

 

被稱為細胞激素的免疫分子在人體防禦感染中發揮重要作用，有助於控制發炎並協調其他免疫細胞的反應。越來越多的證據表明，其中一些分子也會影響大腦，導致生病期間的行為改變。

麻省理工學院和哈佛醫學院的兩項新研究重點研究了一種名為 IL-17 的細胞因子，現在進一步證實了這一點。研究人員發現，IL-17 作用於兩個不同的大腦區域——杏仁核和體感皮質——從而發揮兩種不同的作用。在杏仁核中，IL-17 可以引發焦慮感，而在大腦皮質中，它可以促進社交行為。

麻省理工學院皮考爾學習與記憶研究所成員、大腦與認知科學副教授、該研究的資深作者之一格洛麗亞·崔 (Gloria Choi) 表示，這些發現表明，免疫系統和神經系統是緊密相連的。

「如果你生病了，你的內在狀態、情緒和行為狀態會發生很多變化，這不僅僅是身體疲勞。這與大腦有關，」她說。

哈佛醫學院免疫學副教授 Jun Huh 也是這兩項研究的資深作者，這兩項研究的論文發表在今天的《細胞》雜誌上。其中一篇論文由皮考爾研究所研究科學家 Byeongjun Lee 和前皮考爾研究所研究科學家 Jeong-Tae Kwon 領導，另一篇論文由哈佛醫學院博士後 Yunjin Lee 和皮考爾研究所博士後 Tomoe Ishikawa 領導。

 

行為影響

幾年前，Choi 和 Huh 開始對 IL-17 產生興趣，當時他們發現 IL-17 與一種稱為「發燒效應」的現像有關。對自閉症兒童進行的大規模研究發現，許多自閉症兒童在發燒時行為症狀會暫時減輕。

在2019 年針對小鼠的研究中 ，Choi 和 Huh 表明，在某些感染情況下，IL-17 會被釋放並抑制大腦皮質中一個名為 S1DZ 的小區域。該區域神經元的過度活化會導緻小鼠出現類似自閉症的行為症狀，包括重複行為和社交能力下降。

「這種分子成為連接免疫系統活化（表現為發燒）與大腦功能變化和動物行為變化的紐帶，」Choi 說。

IL-17 有六種不同的形式，有五種不同的受體可以與其結合。在他們的兩篇新論文中，研究人員著手繪製這些受體在大腦不同部位的表現。此圖譜顯示，在大腦皮質中發現了一對稱為 IL-17RA 和 IL-17RB 的受體，包括研究人員先前發現的 S1DZ 區域。這些受體位於接收本體感受輸入並參與控制行為的神經元群中。

當一種稱為 IL-17E 的 IL-17 與這些受​​體結合時，神經元的興奮性就會降低，導致 2019 年研究中看到的行為效應。

Choi 說：“我們已經證明 IL-17E 對行為緩解是必需的，它實際上的作用幾乎與神經調節劑完全一樣，因為它會立即降低這些神經元的興奮性。” “因此，大腦中存在一種免疫分子，它充當著神經調節劑的作用，其主要功能是調節神經元的興奮性。”

Choi 假設 IL-17 最初可能進化為一種神經調節劑，後來被免疫系統利用來發揮促進發炎的作用。這個想法與先前的研究一致，顯示在線蟲秀麗隱桿線蟲中，IL-17 在免疫系統中沒有作用，而是作用於神經元。 IL-17 對蠕蟲的作用之一是促進聚集，這是一種社會行為。此外，在哺乳動物中，IL-17E 實際上是由皮質中的神經元（包括 S1DZ）產生的。

Choi 說：“有可能 IL-17 的幾種形式首先進化為大腦中的神經調節劑，後來可能被免疫系統劫持，也充當免疫調節劑。”

 

引發焦慮

在另一篇《細胞》論文中，研究人員探索了大腦中另一個發現 IL-17 受體的位置—杏仁核。這種杏仁狀結構在處理情緒（包括恐懼和焦慮）方面發揮著重要作用。

該研究表明，在被稱為基底外側杏仁核 (BLA) 的區域中，成對工作的 IL-17RA 和 IL-17RE 受體在離散的神經元群體中表達。當這些受體與 IL-17A 和 IL-17C 結合時，神經元變得更加興奮，從而導致焦慮增加。

研究人員還發現，與直覺相反的是，如果用阻斷 IL-17 受體的抗體治療動物，實際上會增加體內循環的 IL-17C 的數量。這項發現可能有助於解釋在針對 IL-17-RA 受體治療牛皮癬的藥物臨床試驗中觀察到的意外結果，特別是其對精神健康的潛在不利影響。

Choi 說：“我們假設，該患者群體中上調的 IL-17 配體可能會作用於大腦，誘發自殺意念，而在動物中則存在焦慮表型。”

崔推測，在感染期間，這種焦慮可能是一種有益的反應，可以讓病人遠離可能被感染的其他人。

她說：“除了對抗病原體的主要功能外，免疫系統的工作方式之一是控制宿主的行為，保護宿主本身以及保護宿主所屬的群體。” “免疫系統實現這一目標的方式之一是利用細胞因子、分泌因子作為通訊工具進入大腦。”

研究人員發現，具有 IL-17 受體的 BLA 神經元也具有 IL-10 受體，IL-10 是一種抑制發炎的細胞激素。這種分子可以抵消 IL-17 產生的興奮性，讓身體在焦慮不再有用時關閉它。

 

獨特的行為

總之，這兩項研究表明，免疫系統，甚至單一細胞激素家族，都可以在大腦中發揮多種影響。

Choi 表示：“目前，我們已發現 IL-17 受體的不同組合在兩個不同的大腦區域的不同神經元群中表達，它們調節截然不同的行為。其中一個受體實際上具有一定的積極作用，可增強社交行為；而另一個受體則具有一定的消極作用，可誘發焦慮表型。”

她的實驗室目前正在對 IL-17 受體位置以及與其結合的 IL-17 分子進行進一步映射，重點關注 S1DZ 區域。最終，更了解這些神經免疫交互作用可能有助於研究人員開發出治療自閉症或憂鬱症等神經系統疾病的新方法。

「這些分子是由免疫系統產生的，這為我們提供了一種影響大腦功能的新方法作為治療方法，」Choi 說。 “除了考慮直接作用於大腦，我們能否考慮對免疫系統做些什麼呢？”

這項研究的部分資金由 Jeongho Kim 和腦影響基金會神經免疫基金、西蒙斯基金會自閉症研究計劃、西蒙斯社會大腦中心、馬庫斯基金會、N of One：自閉症研究基金會、Burroughs Wellcome 基金、皮考爾研究所創新基金、麻省理工學院 John W. Jarve 科學創新種子基金、Young Soo Perry 和 Karen Ha 以及美國國立衛生研究院資助。

 

[圖]

麻省理工學院的科學家發現，抗感染的蛋白質 IL-17 也作用於兩個不同的大腦區域——杏仁核和體感皮質——引發焦慮或社交。