人為什麼會打噴嚏？今日《細胞》雜誌在線發表的一篇論文為這個有趣的問題提供了潛在答案。由聖路易斯華盛頓大學（WUSTL）劉琴教授領銜的一支團隊發現了“噴嚏反射”背後的神經學機理，有望讓我們找到控制打噴嚏的方法。

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在這個時節，減少打噴嚏有其重要意義。包括新冠病毒在內，許多病原體都通過空氣傳播。“一個噴嚏能產生兩萬個帶有病毒的液滴，且能懸浮在空中長達10分鐘，”劉琴教授點評道，“相比之下，咳嗽、幾分鐘的說話只能產生約三千個液滴。為了預防未來的病毒爆發，以及治療由於過敏原引起的病理性噴嚏，理解打噴嚏背後的通路是非常重要的。”

說起來容易做起來難。早在20多年前，科學家們就已經在中樞神經系統裡找到了能刺激打噴嚏的區域。然而20多年過去了，對於打噴嚏背後的細胞和分子生物學機理，研究人員們依舊知之甚少。

　　▲本研究負責人劉琴教授（圖片來源：劉琴教授實驗室官網）

為了填補這一空白，劉琴教授團隊決定使用小鼠模型一探究竟。具體來看，研究人員們讓小鼠接觸霧化的辣椒素等能刺激打噴嚏的分子，然後觀察背後的神經反應，以及篩選可能參與其中的信號分子。

先前，人們已經知道哪些神經細胞會對辣椒素起反應。通過分析這些神經細胞，科學家們找到了一類與辣椒素誘發的噴嚏有關聯的鼻感覺神經元（nasal sensory neurons）。理論上說，這些神經元被激活後會告訴大腦：“我受刺激了，你趕緊打噴嚏。”

那麼它們是怎麼和大腦隔空喊話的呢？研究人員們進一步尋找這些神經元分泌的神經遞質/神經肽，並找到了一種叫做“神經調節素B”（NMB）的分子。它可能就是傳遞“打噴嚏”信號的關鍵。

為了驗證這個想法，研究人員們尋找哪些神經元可能對分泌的NMB具有敏感性，並去除了可能接受NMB信號的神經元。果不其然，小鼠的噴嚏反射就消失了。除此之外，研究人員們還發現即便保留這些神經元，但只要去除它們的NMB受體，同樣可以抑制打噴嚏的反射。

有意思的是，當小鼠的這些腦區接觸到NMB分子後，即便它們沒有接觸到能讓它們打噴嚏的辣椒素或是其它過敏原，這些動物依舊會打噴嚏。

這些結果清楚地說明，NMB正是誘發打噴嚏的關鍵信號分子！

之後，這支團隊進一步對機理進行了完善。他們指出那些接受NMB信號的神經元會映射到尾端腹側呼吸群（cVRG）。當這些神經元被激活後，就會誘發cVRG神經元的動作電位，完成打噴嚏的一系列反應。

“有趣的是，這些刺激打噴嚏的神經元都不在任何與呼吸有關的腦幹區域。”劉琴教授說道。這或許是大腦在演化中避免重要功能互相干擾而演化出的一種機制——和打噴嚏有關的神經元不在控制呼吸的重要部位，而是通過神經元之間的直接連接來完成功能上的協調。

總結來看，研究人員們找到了“打噴嚏反射”的分子生物學機理，解決了這一領域20多年來的一個難題。《細胞》雜誌的研究亮點部分也提到，這是第一個與化學誘導/過敏誘導的噴嚏相關的“肽能信號通路” （peptidergic pathway ）。

在應用方面，這些發現有望讓我們更好地理解打噴嚏這件事。無論是減少呼吸道病毒的傳播，還是為了緩解過敏季的不適，通過靶向NMB及其受體，可能是一個減少打噴嚏的潛在方式，有待未來的新藥研發人員們去探索。

參考資料：

[1] Fengxian Li et al。， （2021）， Sneezing reflex is mediated by a peptidergic pathway from nose to brainstem， Cell， DOI：https：//doi.org/10.1016/j.cell.2021.05.017

[2] What makes us sneeze？Retrieved June 15， 2021， from https://medicine.wustl.edu/news/what-happens-when-we-sneeze/