在当一个人感染肺部感染时，无论是病感染还是细菌感染，他们通常都会表现出明显的症状，如虚弱、呼吸困难或脑雾。这些迹象表明其他人要与感染者保持安全距离。但铜绿假单胞菌可引起一系列肺部感染，从轻度支气管炎到危及生命的肺炎，这些感染虽然没有症状，但会引起炎症和组织破坏。1
在慢性感染中，这些细菌会在自身周围形成一层细胞外聚合物基质生物膜，保护它们免受抗菌剂、酶和中性粒细胞的侵害。2现在，在《细胞》杂志上发表的一篇论文中，一组科学家研究了其中的潜在机制，并报告说生物膜可以将假单胞菌隐藏在小鼠的感觉神经元之外，阻止信号到达大脑并减轻疾病症状。3这些发现让我们更深入地了解了生物膜形成细菌如何逃避肺脑通讯渠道，这是一种潜在的持续性感染关键策略。
大约10年前，现任卡尔加里大学医师免疫学家、研究合著者EliseGranton使用两种变体测试了铜绿假单胞菌在小鼠肺部的影响：一种形成生物膜，另一种没有形成。“我们以为这会很简单，”卡尔加里大学医师免疫学家、研究合著者BryanYipp说。“我们只是无法确定为什么有些老鼠没有生物膜也会生病，而有些老鼠有生物膜却完全没有生病的确切原因，”他补充道。研究小组知道中性粒细胞可以感知有或没有生物膜的细菌，因此他们开始将目光投向免疫系统之外。“也许生物膜隐藏了细菌。它隐藏的是什么?”Yipp感到疑惑。
先前的研究表明，主要的细菌素之一，一种叫做脂多糖(LPS)的表面分子，会引起炎症和其他症状，而生物膜成分会对其进行保护。4为了了解LPS如何导致疾病，研究小组研究了LPS受体Toll样受体4(TLR4)的作用。当伤害性感觉神经元中缺乏TLR4的小鼠感染非生物膜形成细菌时，它们的体温过低和整体疾病评分会下降。为了进一步理清这一点，研究人员专门敲除了肺伤害性神经元中的TLR4，并将细胞暴露于不形成生物膜的细菌中。TLR4完整的小鼠表现出特征性的疾病症状，而缺乏该受体的小鼠疾病症状则显著减轻。
转折点出现在卡尔加里大学博士候选人、这项研究的合著者卢克·布朗(LukeBrown)加入该项目时。当他们知道感觉神经元可以“看到”细菌后，Yipp和他的团队想知道这种相互作用如何向大脑发送信号以引起行为变化。他们联系了卡尔加里大学的行为神经科学家DeborahKurrasch和JaideepBains，以寻找问题的答案。
“[我们]问他们，&luo;我们是不是疯了?&ruo;”Yipp回忆道。“很快，那些研究压力反应和行为的人说，这可能是下丘脑，也可能是这些神经元。对他们来说，这完全说得通!”
跟踪此话题后，研究小组研究了下丘脑，发现对照组小鼠在用LPS处理肺部后，促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)神经元的数量比神经元中缺乏TLR4的小鼠更多。CRH神经元会对压力作出反应并相应地改变行为。5阻断用非生物膜细菌治疗的小鼠的CRH神经元活动可缓解其症状。
说明身体对形成生物膜和不形成生物膜的假单胞菌细菌感染的反应差异。
生物膜使细菌无法被肺感觉神经元检测到，导致疾病有限(左)。在没有生物膜的情况下，肺感觉神经通过TLR4和LPS检测细菌，并通过迷走神经将信号传输到下丘脑的PVN。PVN神经元被激活并释放CRH，从而介导疾病表型(右)。
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