肠神经系统肠壁由肠神经细胞和肠神经胶质细胞组成。它不仅对肠道内稳态至关重要,还可以塑造肠道外器官。尽管ENS在肠道功能中的作用取得了重大进展,但它与膳食成分和肠道菌群相互作用的方式在很大程度上仍是未知的,这主要是由于研究该系统的现有方法的局限性。

最近研究通过在单细胞水平上分析5068只小鼠和1445人肠道神经元和各种肠道细胞类型,为ENS及其组成细胞的转录组学景观提供了新的见解。

为了描述来自小鼠和人类肠道的肠神经元和肠胶质细胞的特征,Drokhlyansky和他的同事使用了一种新的方法。他们的技术包括利用核糖体和完整的单核测序在单细胞分辨率分离和分析ENS群体的细胞核和相关核糖体,而不需要对细胞群体进行特定标记。相比之下,以前的方法论用于表征EM的转录组性质仅限于小鼠胚胎和产后肠道。

因此,作者发现了ENS细胞群,它们沿着胃肠道和其他组织(如心脏和肺)的种类和位置不同,并且在肠道功能中具有独特的作用.具体而言,研究人员发现表达经昼夜节律和年龄调节的转录物的神经元亚型,尽管奴隶制和昼夜节律相关疾病的作用仍有待观察。

有趣的是,一些人类ENS亚群与小鼠亚群共享转录本,而黑素皮质素、瘦素和5 -羟色胺通路的表达差异可能表明人类和小鼠肠道对进食行为的适应。

通过定位配体-受体的相互作用,作者还揭示了肠神经元和周围细胞(如肠内分泌细胞、淋巴细胞、脂肪细胞和免疫细胞)之间的相互作用。

此外,a group of genes associated with a higher risk of intestinal diseases (e.g., inflammatory bowel disease and Hirschsprung’s disease) and extraintestinal disorders involving gut dysmotility (e.g. DSCAM and SCN3A in Parkinson’s disease and autism spectrum disorder) have been found to be enriched in ENS cells from the human colon mucosa and muscularis propria.这些发现为利用肠道神经元和周围上皮和免疫细胞在疾病发病机制中的潜在作用提供了新的线索。

这是第一研究提供肠道神经元和肠胶质细胞亚型的详细表征,与其与周围细胞的相互作用相结合。新发现表明,聚焦整体胃肠道景观的综合方法可以是神经科学生学领域的价值,而不仅适用于肠道相关疾病,而且对于胃肠道问题的全身疾病。

此外,《自然评论胃肠病学和肝病学》的新闻和观点文章承认,整合研究的调查结果可以帮助我们目前关于ENS生理学的知识。然而,还建议翻译进入涉及调节肠生理学的目前网络并不简单,因为含有核糖体的核包膜的测序排除了可能与神经元相关的细胞溶质mRNA。

引用:

杨志强,杨志强,杨志强,等。单细胞分辨率的人和小鼠肠道神经系统细胞.2020, 182 (6): 1606 - 1622. - e23。doi: 10.1016 / j.cell.2020.08.003。

Bon-Frauches AC, Boesmans W。肠神经系统:星形网络的中枢NAT Rev Gastroenterol肝肝醇.2020.doi: 10.1038 / s41575 - 020 - 00377 - 2。