Brainstem ADCYAP1+ 뉴런은 질병 행동의 여러 측면을 통제한다.
감염은 동물들에게 거식증, 무갈증, 무기력증, 온도 변화를 포함한 일련의 다발성 반응을 유발한다. 이러한 반응은 적응성이 있는 것으로 나타났지만, 근본적인 신경 메커니즘은 설명되지 않았다.
여기서 우리는 brainstem에 있는 뉴런의 특정 하위 집단이 잠재적으로 질병 행동을 유도하는 bacterial endotoxin (LPS)에 대한 다양한 반응을 제어할 수 있다는 것을 보여주기 위해 편향되지 않은 방법론 세트를 사용한다. Whole brain activity mapping을 통해 nucleus of the solitary tract (NTS)와 area postrema(AP)의 핵에 있는 뉴런의 하위 집합이 LPS 치료 후 FOS를 급격히 발현한다는 것을 밝혔으며, 우리는 FOS2A-iCREERT2(TRAP2) 마우스에서 이러한 특정 뉴런의 subsequent reactivation가 질병의 behavioural and thermal component를 복제한다는 것을 발견했다.
또한, LPS-activated 뉴런의 억제는 LPS에 대한 모든 행동 반응을 감소시켰다. NTS-AP의 Single-nucleus RNA sequencing은 LPS-activated neural population을 식별하기 위해 사용되었으며, NTS-AP에서 ADCYAP1+ 뉴런의 활성화는 LPS에 의해 유도된 반응을 완전히 재현한다는 것을 발견했다. 또한, 이러한 뉴런의 억제는 LPS 주사 후 보이는 거식증, 무갈증 및 운동 중단을 상당히 감소시켰다.
이 연구들은 LPS의 다면적 효과를 질병 반응의 표준 요소에 필요하고 충분한 신경 집단으로 매핑하여 뇌와 감염에 대한 반응 사이의 중요한 연관성을 확립한다.