A reciprocal regulation exists between the central nervous and immune systems through which the CNS signals the immune system via hormonal and neuronal pathways and the immune system signals the CNS through cytokines. The primary hormonal pathway by which the CNS regulates the immune system is the hypothalamic-pituitary-adrenal axis, through the hormones of the neuroendocrine stress response. The sympathetic nervous system regulates the function of the immune system primarily via adrenergic neurotransmitters released through neuronal routes. Neuroendocrine regulation of immune function is essential for survival during stress or infection and to modulate immune responses in inflammatory disease. Glucocorticoids are the main effector end point of this neuroendocrine system and, through the glucocorticoid receptor, have multiple effects on immune cells and molecules. This review focuses on the regulation of the immune response via the neuroendocrine system. Particular details are presented on the effects of interruptions of this regulatory loop at multiple levels in predisposition and expression of immune diseases and on mechanisms of glucocorticoid effects on immune cells and molecules.

Abstract The recent spread of Zika virus (ZIKV) and its association with congenital defects and neurological disorders has created an urgent need to understand the pathogenesis of ZIKV and identify therapeutic strategies that will prevent or eliminate them. The neurodevelopmental defects associated with ZikV infections early in pregnancy are well documented, however the potential defects associated with infections in late pregnancy and perinatal period are less well characterized. Further, the long-term sequelae of these infections are not fully understood. Immunocompetent C57BL/6 mice infected at one day old (P1), which neurodevelopmentally model late pregnancy in humans, develop a transient neurological syndrome including unsteady gait, kinetic tremors, severe ataxia and seizures 10-15 days post-infection (dpi) but symptoms subside after a week, and most animals survive. Despite apparent recovery, MRI of convalescent mice shows reduced cerebellar volume that correlates with altered coordination and motor function as well as hyperactivity and impulsivity. Persistent mRNA levels of pro-inflammatory genes including Cd80, Il-1α , and Ifn-γ together with Cd3, Cd8 and perforin ( PrfA) , suggested the persistence of a low-grade inflammatory process. Further, the brain parenchyma of convalescent mice harbor multiple small foci with viral antigen, active apoptotic processes in neurons, and cellular infiltrates, surrounded by activated astrocytes and microglia as late as 1-year post-infection. Detection of negative-sense strand viral RNA and replication of virus derived from these convalescent mice by blinded passage in Vero cells confirmed that low levels of live ZikV persist in CNS of convalescent mice life-long. Our studies establish that Zika can establish reservoirs in CNS and suggest that anti-viral treatment that clears virus from the CNS as well as long-term neurological and behavioral monitoring may be needed for patients known to be exposed to ZikV at an early age. Author’s summary The congenital brain malformations associated with ZikV infections early in pregnancy are well documented, however whether apparently asymptomatic perinatal exposure could lead to long term sequelae is not fully understood. Using a non-lethal neonatal mouse model, we examine host-pathogen interactions, anatomical changes and behavioral patterns by following survivors of the acute infection for over 1 year. We discover that infectious Zika virus has the potential to remain in the CNS for life, lodged within small foci surrounded by gliosis and infiltrating immune cells that may act to limit the viral spread, but also interfere with healing and contribute to life-long neuropathic and behavioral sequelae. These results suggest that anti-viral treatment and long-term neurological and behavioral monitoring may be indicated for patients known to have been exposed to Zika virus, regardless of neurodevelopmental disease severity.

Abstract Differential rodent responses to the sex of human experimenters could have far reaching consequences in preclinical studies. Here, we show that the sex of human experimenters affects mouse behaviours and responses to the rapid-acting antidepressant ketamine and its bioactive metabolite ( 2R,6R )-hydroxynorketamine. We found that mice manifest aversion to human male odours, preference to female odours, and increased susceptibility to stress when handled by male experimenters. This male induced aversion and stress susceptibility is mediated by the activation of brain corticotropin-releasing factor (CRF) neurons projecting from the entorhinal cortrex to hippocampal area CA1. We further establish that exposure to male scent prior to ketamine administration activates CRF neurons projecting from the entorhinal cortex to hippocampus, and that CRF is necessary and sufficient for ketamine’s in vivo and in vitro actions. Further understanding of the specific and quantitative contributions of the sex of human experimenters to different experimental outcomes in rodents may lead not only to reduced heterogeneity between studies, but also increased capability to uncover novel biological mechanisms.