结肠炎相关的肠道-迷走神经-大脑信号通路将肿瘤发生与神经炎症联系在一起：迷走神经切除术和阿托品的调控作用比较

《Journal of Neuroinflammation》：Colitis-associated gut–vagus–brain signaling integrates tumorigenesis and neuroinflammation: comparative regulation by vagotomy and atropine

迷走神经调控结直肠癌相关癌症的神经精神共病机制研究

　　

摘要

背景

结肠炎相关癌症（CAC）常伴有神经精神疾病，但其背后的肠道-大脑信号通路仍不明确。新的证据表明，肠道-大脑轴，尤其是迷走神经，在连接胃肠道病理与神经精神功能障碍方面起着关键作用。本研究旨在探讨迷走神经信号在结肠炎相关癌症小鼠模型中的双重作用，并评估毒蕈碱拮抗剂阿托品对CAC的治疗潜力。

方法

采用阿佐硝胺/硫酸葡聚糖钠（AOM/DSS）诱导结肠炎相关癌症小鼠模型。我们对CAC小鼠进行了单侧迷走神经切除术，并使用毒蕈碱拮抗剂阿托品进行药物治疗。我们评估了迷走神经切除术和阿托品治疗下小鼠的结肠肿瘤发生、肠道炎症、类似焦虑/抑郁的行为以及神经炎症情况。通过迷走神经切除术和逆向病毒追踪技术，验证了迷走神经信号在激活与炎症引起的抑郁和焦虑相关脑区神经元中的重要作用，从而阐明了肠道-神经-大脑的信号通路机制。

结果

研究发现，CAC的进展与类似抑郁和焦虑的行为有关。迷走神经切除术显著缓解了这些行为，降低了NTS（下丘脑-边缘系统）和外侧缰核/中脑-后脑边界（LHb/MHb）区域的c-fos表达；逆向追踪证实了由肠道炎症激活的肠道-NTS-LHb/MHb功能性信号通路。此外，迷走神经切除术通过减少GFAP表达和减轻神经炎症改善了CAC引起的行为缺陷，但未能抑制肿瘤生长或肠道炎症。相比之下，阿托品治疗不仅改善了行为缺陷，还减少了肿瘤数量，下调了胆碱能信号通路和肿瘤标志物，抑制了肠道促炎细胞因子，并显著缓解了类似抑郁和焦虑的行为。

结论

这些发现表明迷走神经是连接CAC与抑郁和焦虑的关键肠道-大脑通路。迷走神经切除术破坏了炎症驱动的信号通路，而阿托品则保留了抗炎性的迷走神经活性，使其成为治疗CAC相关焦虑和抑郁的有希望的策略。

图形摘要

背景

结肠炎相关癌症（CAC）常伴有神经精神疾病，但其背后的肠道-大脑信号通路仍不明确。新的证据表明，肠道-大脑轴，尤其是迷走神经，在连接胃肠道病理与神经精神功能障碍方面起着关键作用。本研究旨在探讨迷走神经信号在结肠炎相关癌症小鼠模型中的双重作用，并评估毒蕈碱拮抗剂阿托品对CAC的治疗潜力。

方法

采用阿佐硝胺/硫酸葡聚糖钠（AOM/DSS）诱导结肠炎相关癌症小鼠模型。我们对CAC小鼠进行了单侧迷走神经切除术，并使用毒蕈碱拮抗剂阿托品进行药物治疗。我们评估了迷走神经切除术和阿托品治疗下小鼠的结肠肿瘤发生、肠道炎症、类似焦虑/抑郁的行为以及神经炎症情况。通过迷走神经切除术和逆向病毒追踪技术，验证了迷走神经信号在激活与炎症引起的抑郁和焦虑相关脑区神经元中的重要作用，从而阐明了肠道-神经-大脑的信号通路机制。

结果

研究发现，CAC的进展与类似抑郁和焦虑的行为有关。迷走神经切除术显著缓解了这些行为，降低了NTS和外侧缰核/中脑-后脑边界（LHb/MHb）区域的c-fos表达；逆向追踪证实了由肠道炎症激活的肠道-NTS-LHb/MHb功能性信号通路。此外，迷走神经切除术通过减少GFAP表达和减轻神经炎症改善了CAC引起的行为缺陷，但未能抑制肿瘤生长或肠道炎症。相比之下，阿托品治疗不仅改善了行为缺陷，还减少了肿瘤数量，下调了胆碱能信号通路和肿瘤标志物，抑制了肠道促炎细胞因子，并显著缓解了类似抑郁和焦虑的行为。

结论

这些发现表明迷走神经是连接CAC与抑郁和焦虑的关键肠道-大脑通路。迷走神经切除术破坏了炎症驱动的信号通路，而阿托品则保留了抗炎性的迷走神经活性，使其成为治疗CAC相关焦虑和抑郁的有希望的策略。

图形摘要