胃炎除幽门螺杆菌感染、药物刺激等局部因素外,脑-免疫双向调控及心理应激是关键诱因。临床发现幽门螺杆菌根除后胃炎仍复发,提示中枢存在炎症记忆(中枢炎症敏化),但具体机制未知;下丘脑室旁核(PVN)作为神经内分泌与自主神经整合中枢,其在胃炎调控中的作用此前未明确。
2026年5月15日,山东大学基础医学院孙晋浩团队在《Science Advances》期刊上发表题为Hcn1-dependent engram neurons in the PVN encode gastric inflammatory sensitization的研究论文,该研究聚焦大脑调控胃炎的中枢神经机制,揭示PVN Fos阳性神经元(FosPVN神经元)、离子通道Hcn1与应激-胃炎关联的核心作用,为慢性炎症疾病提供新靶点。

在盐酸/乙醇诱导小鼠胃炎模型中,造模3小时后胃黏膜出现严重出血、细胞结构紊乱(图1A–D),同时胃组织IL‑1β、TNF‑α水平显著升高(图1E)。研究采用Fos-CreERT2×Rosa‑TdT小鼠,通过4‑OHT诱导Cre重组酶入核,永久标记特定时间窗内激活的神经元(图1F),并结合胃壁注射伪狂犬病病毒PRV‑CAG‑EGFP进行逆行多突触示踪(图1G)。全脑成像显示,EGFP与Fos‑TdT阳性神经元在多个脑区共定位,其中PVN共定位率最高,丘脑底旁核(PSTh)次之(图1H、I);c‑Fos免疫荧光证实,胃炎诱导的神经元激活在PVN最显著,PSTh次之(图1J、K)。综上,胃炎可选择性激活PVN和PSTh神经元,且部分神经元直接或间接支配胃壁。

图1. FosPVN神经元在胃炎模型中被特异性激活
为探究胃炎对PVN神经元的调控作用,向小鼠PVN注射GCaMP6s并进行光纤钙成像(图2A)发现,胃炎造模3小时后PVN神经元钙信号振幅与频率显著升高(图2B–D),提示胃炎可增强PVN神经元活性。利用Tet-Off系统标记胃炎激活的FosPVN神经元并介导其表达化学遗传元件(图2E–F),抑制胃炎激活的FosPVN神经元可明显降低PVN中Fos表达并缓解胃黏膜炎症(图2G–L),光遗传抑制实验进一步证实抑制该群神经元可改善胃黏膜炎症损伤(图2M–Q);抑制FosPSTh神经元抗炎作用微弱。

图2. FosPVN神经元调控胃炎

图3. FosPVN神经元通过HPA轴调控胃炎及FosPVN-DMV环路的验证
进一步验证FosPVN‑DMV环路在胃炎中的作用,光遗传抑制DMV内FosPVN轴突末梢可减轻胃部炎症、降低胃神经放电频率,且不影响皮质酮水平(图4A–H);激活该末梢则可诱发轻度胃炎、增强胃神经活动,同样不改变皮质酮与血清炎症因子水平(图4I–O)。综上,FosPVN神经元通过FosPVN–DMV–胃神经环路与HPA轴两条通路共同调控胃炎。

图4. FosPVN神经元通过FosPVN‑DMV环路调控胃炎

图5.反复激活FosPVN神经元可诱发慢性炎症

图6.snRNA‑seq分析鉴定出差异表达基因 Hcn1
免疫荧光证实,胃炎组Hcn1表达及Hcn1‑CRH共定位均显著升高(图7A–D);PVN内注射Hcn1抑制剂RO‑275后(图7E),胃炎明显缓解(图7F–I),血浆皮质酮、胃神经放电、PVN内Fos表达及钙活性均显著降低(图7J–Q)。综上,Hcn1是调控FosPVN神经元活性的关键分子。

图7. Hcn1是FosPVN神经元的关键调控因子

图8. RS诱导PVN神经元激活
对比应激与胃炎激活的神经元重叠度情况,结果显示水浸束缚应激与社交挫败应激(SDS)均可重激活约80%的胃炎相关FosPVN神经元(图9A–D),提示心理应激可重激活胃炎编码环路。在应激中抑制FosPVN神经元可减轻胃部炎症(图9E–I);免疫荧光显示应激小鼠Hcn1表达上调(图9J–K);PVN靶向抑制Hcn可缓解应激诱发的胃炎,并降低皮质酮、胃神经放电(图9L–R)。综上,水浸束缚应激通过激活FosPVN神经元加重胃部炎症。

图9. 应激通过激活FosPVN神经元加重胃炎
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