（來源：MIT News）
被稱為細胞因子的免疫分子在人體抵禦感染的過程中發揮著關鍵作用，它能夠調控炎症反應，並協調其他免疫細胞的反應。如今，越來越多的證據表明，部分免疫分子還會對大腦產生影響，進而致使人們在患病期間出現行為變化。
近日，麻省理工學院和哈佛醫學院的兩項研究聚焦於一種名為 IL-17 的細胞因子，為上述觀點提供了新的證據支援。研究人員發現，IL-17 會作用於大腦的兩個不同區域——杏仁核和體感皮層，且產生兩種截然不同的效果。在杏仁核中，IL-17 能夠引發焦慮情緒；而在皮層中，它則會促進社交行為。這兩項研究成果於近日發表在 Cell 期刊上。
麻省理工學院皮考爾學習記憶研究所成員、大腦和認知科學副教授、該研究的資深作者之一 Gloria Choi 表示，這些研究結果表明，免疫系統和神經系統之間存在著緊密的聯絡。她指出：“當人生病時，其內在狀態、情緒以及行為狀態都會發生變化，這可不只是身體感到疲憊那麼簡單，還和大腦密切相關。”
哈佛醫學院免疫學副教授 Jun Huh 同樣也是這兩項研究的資深作者。其中一項研究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 牽頭，另一項則由哈佛醫學院博士後 Yunjin Lee 和皮考爾研究所博士後 Tomoe Ishikawa 主導。
行為影響
幾年前，Choi 和 Huh 在發現 IL-17 與被稱為 “發燒效應” 的現象存在關聯後，便開始對其展開研究。一項針對自閉症兒童的大規模研究發現，許多自閉症兒童在發燒時，他們的行為症狀會暫時得到緩解。
2019 年，Choi 和 Huh 在一項小鼠研究中發現，在某些感染情況下，IL-17 會釋放出來，並抑制大腦皮層中一個名為 S1DZ 的小區域。該區域神經元的過度啟用會導致小鼠出現類似自閉症的行為症狀，比如重複行為以及社交能力下降等。
Choi 說：“這種分子就像是一座橋樑，將免疫系統啟用（表現為發燒）與大腦功能及動物行為的變化連線起來。”
IL-17 有六種不同的形式，並且存在五種與之結合的受體。在這兩篇新論文中，研究人員致力於繪製出這些受體在大腦不同部位的表達情況。繪製結果顯示，在皮層中，包括研究人員之前發現的 S1DZ 區域，存在一對名為 IL-17RA 和 IL-17RB 的受體。這些受體位於接收本體感覺輸入並參與行為控制的神經元群中。
當一種名為 IL-17E 的 IL-17 與這些受體結合時，神經元的興奮性會降低，這就導致了在 2019 年研究中所觀察到的行為變化。
Choi 表示：“我們已經證實，IL-17E 對於緩解相關行為至關重要，它的作用實際上與神經調節劑幾乎完全相同，因為它能夠迅速降低這些神經元的興奮性。所以，有一種免疫分子在大腦中充當神經調節劑，其主要功能就是調節神經元的興奮性。”
Choi 推測，IL-17 最初可能是作為神經調節劑進化而來的，後來被免疫系統 “徵用”，在促進炎症反應方面發揮作用。這一觀點與此前的研究相契合，此前研究表明，在秀麗隱杆線蟲中，IL-17 在免疫系統中並無作用，而是作用於神經元。IL-17 對秀麗隱杆線蟲的作用之一就是促進聚集行為，這屬於一種社交行為。此外，在哺乳動物中，IL-17E 實際上是由皮層中的神經元產生的，其中就包括 S1DZ 區域。
Choi 說道：“有幾種形式的 IL-17 可能最初是在大腦中作為神經調節劑進化而來的，後來可能被免疫系統‘劫持’，用作免疫調節劑。”
引發焦慮
在 Cell 雜誌發表的另一篇論文中，研究人員對他們發現 IL-17 受體的另一個大腦區域 —— 杏仁核展開了深入探索。杏仁核這種杏仁狀的結構在處理恐懼、焦慮等情緒方面發揮著關鍵作用。
研究顯示，在名為基底外側杏仁核（BLA）的區域，IL-17RA 和 IL-17RE 受體成對發揮作用，在特定的神經元群中表達。當這些受體與 IL-17A 和 IL-17C 結合時，神經元的興奮性會增強，進而導致焦慮情緒加劇。
研究人員還發現了一個與直覺相悖的現象：如果用阻斷 IL-17 受體的抗體對動物進行治療，實際上會使體內迴圈的 IL-17C 數量增加。這一發現或許能夠解釋在針對銀屑病的靶向 IL-17-RA 受體藥物的臨床試驗中，所觀察到的一些意外結果，尤其是該藥物對心理健康可能產生的不利影響。
Choi 表示：“我們推測，在這類患者群體中，上調的 IL-17 配體有可能作用於大腦，誘發自殺意念，而在動物身上則表現為焦慮表型。”
Choi 認為，在感染期間，這種焦慮情緒可能是一種有益的反應，能讓病人遠離他人，避免感染傳播。
她說：“除了對抗病原體這一主要功能外，免疫系統還有一種工作方式，就是控制宿主的行為，既保護宿主自身，也保護宿主所在的群體。免疫系統實現這一目的的方式之一，就是利用細胞因子這種分泌因子作為‘通訊工具’進入大腦。”
研究人員發現，具有 IL-17 受體的 BLA 神經元同時也具有 IL-10 受體，IL-10 是一種能夠抑制炎症的細胞因子。這種分子能夠抵消 IL-17 所產生的興奮作用，一旦 IL-17 不再發揮作用，它就能幫助身體 “關閉” 焦慮情緒。
獨特的行為
這兩項研究表明，免疫系統，甚至單個細胞因子家族，都能在大腦中發揮多種作用。
Choi 表示：“我們現在發現，IL-17 受體有不同的組合方式，它們在大腦兩個不同區域的不同神經元群中表達，並且調節著截然不同的行為。一種作用相對積極，能夠增強社交行為；另一種則相對消極，會引發焦慮表型。”
目前，她的實驗室正在進一步確定 IL-17 受體的位置，以及與之結合的 IL-17 分子的情況，重點研究 S1DZ 區域。最終，對這些神經免疫相互作用有更深入的瞭解，或許能夠助力研究人員開發出針對自閉症、抑鬱症等神經系統疾病的新療法。
“這些分子由免疫系統產生，這一事實為我們提供了一種影響大腦功能的新途徑，有望成為一種治療手段。我們與其直接對大腦進行干預，不如直接考慮從免疫系統入手？”
原文連結：
https://news.mit.edu/2025/molecules-fighting-infection-act-in-brain-inducing-anxiety-or-sociability-0407