Olfactory detection of viruses shapes brain immunity and behavior in zebrafish

生物 斑马鱼 嗅球 小胶质细胞 嗅觉系统 病毒 免疫系统 神经科学 中枢神经系统 神经肽 细胞生物学 病毒学 免疫学 炎症 基因 受体 生物化学
作者
Aurora Kraus,Benjamin Garcia,Jie Ma,Kristian J. Herrera,Hanna Zwaka,Roy Harpaz,Ryan Y. Wong,Florian Engert,Irene Salinas
出处
期刊: [Cold Spring Harbor Laboratory]
标识
DOI:10.1101/2023.03.17.533129
摘要

Olfactory sensory neurons (OSNs) are constantly exposed to pathogens, including viruses. However, serious brain infection via the olfactory route rarely occurs. When OSNs detect a virus, they coordinate local antiviral immune responses to stop virus progression to the brain. Despite effective immune control in the olfactory periphery, pathogen-triggered neuronal signals reach the CNS via the olfactory bulb (OB). We hypothesized that neuronal detection of a virus by OSNs initiates neuroimmune responses in the OB that prevent pathogen invasion. Using zebrafish ( Danio rerio ) as a model, we demonstrate viral-specific neuronal activation of OSNs projecting into the OB, indicating that OSNs are electrically activated by viruses. Further, behavioral changes are seen in both adult and larval zebrafish after viral exposure. By profiling the transcription of single cells in the OB after OSNs are exposed to virus, we found that both microglia and neurons enter a protective state. Microglia and macrophage populations in the OB respond within minutes of nasal viral delivery followed decreased expression of neuronal differentiation factors and enrichment of genes in the neuropeptide signaling pathway in neuronal clusters. Pituitary adenylate-cyclase-activating polypeptide ( pacap ), a known antimicrobial, was especially enriched in a neuronal cluster. We confirm that PACAP is antiviral in vitro and that PACAP expression increases in the OB 1 day post-viral treatment. Our work reveals how encounters with viruses in the olfactory periphery shape the vertebrate brain by inducing antimicrobial programs in neurons and by altering host behavior.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
zzz发布了新的文献求助10
刚刚
在险峰发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
典雅易蓉发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
3秒前
4秒前
垃圾猪发布了新的文献求助10
4秒前
科研通AI6.2应助游世函采纳,获得10
6秒前
8秒前
8秒前
8秒前
8秒前
研友_VZG7GZ应助繁荣的寄松采纳,获得10
9秒前
zizizizi完成签到,获得积分20
9秒前
9秒前
LYC发布了新的文献求助10
9秒前
Ascent应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
小蘑菇应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
情怀应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
情怀应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
Jasper应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
小马甲应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
江觅松完成签到,获得积分10
10秒前
冰柠橙夏发布了新的文献求助10
10秒前
小蘑菇应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
molihuakai应助科研通管家采纳,获得50
10秒前
思源应助科研通管家采纳,获得50
11秒前
Copyright应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
派大力完成签到,获得积分10
12秒前
SMUJay发布了新的文献求助10
12秒前
田様应助风清扬采纳,获得10
12秒前
Akim应助拳拳采纳,获得10
12秒前
Sixy_完成签到 ,获得积分10
13秒前
hailey完成签到,获得积分10
14秒前
hukun100完成签到,获得积分10
14秒前
李爱国应助limth采纳,获得10
15秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Single Cell Analysis of the Tumor Microenvironment Landscape Across the Disease Spectrum of Multiple Myeloma 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
The Cambridge History of China 英文版16册 600
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 550
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7329035
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8943559
关于积分的说明 18970153
捐赠科研通 6984641
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3216406
关于科研通互助平台的介绍 2383106
邀请新用户注册赠送积分活动 2195882