这篇科学文章发表于2024年7月18日的《Nature》期刊中，标题为“brainstem dbh+ neurons control allergen-induced airway hyperreactivity”。作者包括Yujuan Su, Jinhao Xu, Ziai Zhu, Jisun Chin, Le Xu, Haoze Yu, Victoria Nudell, Barsha Dash, Esteban A. Moya, Li Ye, Axel Nimmerjahn和Xin Sun，来自加州大学圣地亚哥分校、斯克里普斯研究所、拉霍亚免疫学研究所和The Salk Institute等多个机构。
学术背景
哮喘是一种常见的慢性呼吸道疾病，其主要特征是过敏原引发的气道高反应性。尽管迷走神经感觉神经元在过敏原诱导的高反应性方面已被广泛研究，但对下游节点的认识仍然有限。这项研究探讨了从肺到脑干再到肺的完整过敏原反应回路。在对气道高反应性机制了解的背景下，这项研究意在辨别关键神经元群体并理解其功能和解剖结构，以便为未来通过神经调控手段管理过敏性哮喘提供新的见解。
研究流程
研究采用多种实验步骤来揭示从肺到脑干再回到肺的完整过敏原反应回路。首先，研究者使用慢性鼻内滴注房尘螨的方法来模拟哮喘模型，以诱导小鼠产生哮喘样反应，包括杯状细胞化生、II型免疫细胞浸润和气道光滑肌收缩增强。接着，免疫染色实验显示，反复的过敏原暴露会激活延髓孤束核（NTS）的db+神经元，而通过化学遗传学方法抑制这些神经元则会减弱这种高反应性。进一步的病毒追踪实验表明，孤束核的dbh+神经元投射到模糊核（NA），这一投射是将过敏信号传递给继发神经元的重要途径。
研究中引入了许多创新的方法，如单核RNA测序和RNAscope检测，通过这些方法，研究者能够精确定位被激活的特定神经元群体，并分析其在过敏原刺激下的活性变化。此外，noradrenaline（去甲肾上腺素）被认为是在孤束核和模糊核之间的关键传导分子，通过将拮抗剂引入模糊核，研究者成功证实阻断去甲肾上腺素信号可削弱气道的高反应性。
主要结果
研究结果表明：在反复过敏原暴露下，孤束核的dbh+神经元被优先激活，并对气道高反应性具有必需作用。通过化学遗传学手段对这些神经元的激活或抑制显示，这些神经元是诱导或削弱过敏原引起的气道高反应性所必须的。同时，实验验证去甲肾上腺素在孤束核和模糊核之间的神经信号传导中的重要性。
结论与意义
该研究通过详细的分子、解剖和功能实验，定义了一个完整的呼吸道过敏反应神经回路。这一发现不仅在哮喘的神经病理学中提供了重要的科学价值，也为通过神经调控手段控制哮喘开辟了新途径。特别是，研究中所揭示的新节点和信号传导途径为未来针对哮喘的治疗策略提供了直接的生物学基础。
研究的亮点
创新性方法：研究引入了多种尖端技术，如单核RNA测序和精准的病毒追踪方法，这些技术扩展了对特定神经元群体在过敏原反应中角色的理解。
系统性阐释：研究首次高精度地图化描述了从外部刺激（过敏原）到复杂神经回路再作用于外周效果器器官的完整路径。
应用潜力：发现的神经元类型和信号传导机制为开发新型哮喘疗法提供了可靠的靶点。
此论文为理解哮喘等慢性呼吸道疾病的机制提供了新的视角，并为未来的治疗开发奠定了基础。研究已在开放获取形式发布，允许研究者查阅、引用和进一步研究。