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综述:气道-脑轴:连接呼吸、大脑与行为
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月09日 来源:Cell Reports 6.9
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这篇综述深入探讨了气道与大脑之间的神经调控机制,揭示了外周神经元如何通过三叉神经(V)、舌咽神经(IX)、迷走神经(X)和脊髓感觉神经元传递信号,调控呼吸、咳嗽、炎症及情绪行为。文章整合了单细胞图谱、环路映射等现代工具,为哮喘、慢性咳嗽等疾病提供新治疗靶点(如P2X3、TRP通道),并强调了气道-脑轴在感染、睡眠呼吸障碍(OSA)和衰老中的关键作用。
呼吸不仅是生命维持的基础,更是大脑与身体动态对话的核心。最新研究揭示了气道如何通过复杂的神经环路与大脑互动,从基础的呼吸节律调控到高阶的疾病行为和情绪反应。
气道的感觉神经元如同“环境哨兵”,通过三叉神经、迷走神经等分支形成密集的神经网络。迷走神经占主导地位,其80%为感觉纤维,投射至孤束核(NTS)和最后区(AP),形成“器官地图”以区分化学与机械刺激。单细胞测序发现,仅小鼠就有30多种迷走神经亚型,例如表达Piezo2的机械感受神经元介导肺膨胀反射(Hering-Breuer反射),而NPY2R+神经元触发Bezold-Jarisch反射,引发心动过缓和低血压。

面对病原体或异物,气道神经元启动精准的清除反射:
喷嚏:由鼻部三叉神经MrgprC11+神经元通过释放神经调节素B(NMB)触发。
咳嗽:迷走神经P2RY1+神经元通过上皮细胞释放的ATP感知喉部液体,而SST+亚群则对化学刺激响应。
炎症控制:迷走神经的“抗炎反射”通过NTS的Dbh+神经元抑制细胞因子风暴,而神经肽(如CGRP)局部调控2型固有淋巴细胞(ILC2s)活性,平衡过敏反应。
潜水反射:鼻部冷刺激激活三叉神经,通过nAmb的CALB1+运动神经元引发支气管收缩和心动过缓。
睡眠呼吸障碍:喉部负压感受器失灵导致上气道塌陷(OSA),而神经刺激器可通过靶向这些通路改善通气。
慢性疾病:哮喘患者的气道神经元超敏化与TRPV1/P2X3通路相关,而迷走神经刺激(VNS)已用于类风湿关节炎的临床治疗。
气道-脑轴研究正推动靶向神经调控疗法的革新,如P2X3拮抗剂(gefapixant)治疗慢性咳嗽,以及呼吸训练对焦虑的干预。随着气候变化和老龄化加剧,解析这一轴线的机制将为全球健康挑战提供关键解决方案。
(注:全文基于MIT团队的研究,整合了分子生物学、神经科学及临床医学的多维度证据。)
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