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这篇即将发表在《科学》杂志上的论文揭示了免疫细胞在调节血糖方面令人惊讶的新作用。主要发现：免疫细胞在低能量时期从肠道迁移到胰腺，比如间歇性禁食或锻炼。这种迁移触发胰高血糖素的释放，有助于稳定血糖水平。这些结果揭示了神经系统、免疫系统和荷尔蒙系统之间一种非同寻常的、以前不为人知的“三方对话”。
当我们想到免疫系统时，我们通常会把它与对抗感染联系在一起。然而，Champalimaud基金会发表在《科学》杂志上的一项研究揭示了一种令人惊讶的新作用。在能量不足的时期，比如间歇性禁食或运动，免疫细胞会介入调节血糖水平，在神经、免疫和激素系统之间一场此前未知的三方对话中扮演“邮递员”的角色。这些发现为治疗糖尿病、肥胖和癌症等疾病开辟了新的途径。
重新思考免疫系统
Champalimaud基金会免疫生理学实验室主任Henrique Veiga-Fernandes说：“几十年来，免疫学一直被关注免疫和感染所主导。”“但我们开始意识到，免疫系统的作用远不止于此。”
葡萄糖是一种单糖，是我们大脑和肌肉的主要燃料。维持稳定的血糖水平对我们的生存至关重要，尤其是在禁食或长时间的体育活动中，当能量需求高而食物摄入量低时。
传统上，血糖调节被归因于胰岛素和胰高血糖素这两种激素，它们都是由胰腺产生的。胰岛素通过促进细胞对血糖的吸收来降低血糖，而胰高血糖素通过向肝脏发出信号，从储存的来源释放葡萄糖来提高血糖。
Veiga-Fernandes和他的团队怀疑还有更多的原因。他指出，“例如，一些免疫细胞调节身体如何从食物中吸收脂肪，我们最近发现，大脑免疫的相互作用有助于控制脂肪代谢和肥胖。这让我们思考——神经系统和免疫系统是否可以协同调节其他关键过程，比如血糖水平？”
一个新的电路被发现
为了探索这个想法，研究人员在小鼠身上进行了实验。他们使用缺乏特定免疫细胞的转基因小鼠来观察它们对血糖水平的影响。
他们发现，缺少一种叫做ILC2的免疫细胞的老鼠不能产生足够的胰高血糖素——一种提高血糖的激素——它们的血糖水平降得太低。Veiga-Fernandes解释说：“当我们将ILC2s移植到这些缺陷小鼠体内时，它们的血糖恢复正常，证实了这些免疫细胞在能量缺乏时稳定葡萄糖的作用。”
意识到免疫系统可以影响像胰高血糖素这样重要的激素，研究小组知道他们正在进行一些重大影响。但这让他们不禁要问：这个过程究竟是如何运作的？这个答案把他们带到了一个非常意想不到的方向。
Veiga-Fernandes回忆道：“我们认为这一切都是在肝脏中受到调节的，因为胰高血糖素是在肝脏中发挥作用的。但我们的数据一直告诉我们，所有重要的事情都发生在肠道和胰腺之间。”
利用先进的细胞标记方法，研究小组标记了肠道中的ILC2细胞，使它们成为黑暗中发光的标记。禁食后，他们发现这些细胞已经转移到了胰腺。“最大的惊喜之一是发现免疫系统通过将免疫细胞发送到不同的器官来刺激激素胰高血糖素的产生。”
一旦进入胰腺，这些免疫细胞就会释放细胞因子——一种微小的化学信使，指示胰腺细胞产生激素胰高血糖素。随后，胰高血糖素的增加向肝脏发出释放葡萄糖的信号。“当我们阻断这些细胞因子时，胰高血糖素水平下降，这证明它们对维持血糖水平至关重要。”
他补充说：“值得注意的是，即使在没有感染的情况下，我们也看到了肠道和胰腺之间免疫细胞的大规模迁移。”“这表明免疫细胞不仅仅是对抗威胁的久经沙场的士兵，它们还像应急响应者一样，在需要的时候介入提供关键的能源供应并维持稳定。”
事实证明，这种迁移是由神经系统精心策划的。在禁食期间，肠道中与大脑相连的神经元释放出与免疫细胞结合的化学信号，告诉它们在几个小时内离开肠道，进入胰腺的新“邮政编码”。研究表明，这些神经信号改变了免疫细胞的活动，抑制了将它们固定在肠道中的基因，使它们能够移动到需要它们的地方。
对禁食和锻炼的影响
Veiga-Fernandes观察到：“这是复杂的神经免疫-激素回路的第一个证据，它展示了神经系统、免疫系统和荷尔蒙系统如何协同工作，在能量不足的情况下启动人体最重要的过程之一——产生葡萄糖。”
“小鼠与人类共享许多基本的生物系统，这表明人类在禁食或锻炼时也会发生这种器官间的对话。通过了解ILC2s的作用及其在神经系统中的调节，我们可以更好地了解这些日常生活活动如何支持代谢健康。我们正在窃听器官之间的对话，这是我们以前从未听过的。”
他补充说，免疫系统可能是作为逆境中的一种保障而进化的，他指出，我们的祖先没有一天三餐的奢侈，如果幸运的话，他们可能只吃一顿。这种进化压力会迫使我们的身体想方设法确保每个细胞都能获得所需的能量。
“我们早就知道大脑可以直接向胰腺发出信号，让它迅速释放激素，但我们的研究表明，大脑也可以通过免疫细胞间接促进胰高血糖素的产生，使身体更好地应对禁食和高强度的体育活动。”
癌症、糖尿病及其他疾病
这一发现可能为管理一系列疾病，特别是癌症研究打开了新的大门。胰腺神经内分泌肿瘤和肝癌可以劫持人体的代谢过程，利用胰高血糖素增加葡萄糖的产生并促进其生长。在晚期肝癌中，这个过程会导致癌症相关的恶病质，这是一种以严重的体重和肌肉损失为特征的疾病。了解这些机制有助于开发更好的治疗方法。
Veiga-Fernandes说：“平衡血糖也很重要，不仅对预防肥胖，而且对解决影响数亿人的全球糖尿病流行病也很重要。针对这些神经免疫途径可以提供一种预防和治疗的新方法。”
他总结道：“这项研究揭示了我们刚刚开始掌握的身体系统之间的交流水平。我们想了解这种器官间的交流是如何在癌症、慢性炎症、高压力或肥胖患者中起作用的。最终，我们的目标是利用这些结果来改善激素和代谢紊乱的治疗方法。”
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