外在肠相关神经元(eEAN)包括感觉传入和自主传入。它们可以同时感知多种小肠状况并将信息传输到其他组织。它们与内源性肠相关神经元相似。 (内在EAN,iEAN)共同调节肠道功能。本文研究了 eEAN 之间的联系以及它们的活性或基因表达是否受到肠道微生物群的影响。
结果:
1. 使用逆行示踪剂 CTB 注射到小肠的不同节段,以识别投射到小肠的肠外交感神经元。
2. 利用翻译核糖体亲和纯化(TRAP)技术分析SPF小鼠与无菌小鼠之间的差异表达基因和通路,并结合免疫荧光展示cFos在小鼠肠道非固有交感神经节(CG-SMG)中的表达情况无菌小鼠。上升。
3.将SPF小鼠的粪便细菌转移到无菌小鼠体内,发现无菌小鼠CG-SMG神经元中cFos的表达水平恢复正常;而广谱抗生素治疗则增加了 CG-SMG 中 cFos 的表达。
4、肠道交感神经活动的调节主要由肠道菌群产生的短链脂肪酸等代谢产物介导。
5、将突触示踪病毒注射到SPF小鼠的结肠或回肠中,结合透明脑技术,识别出多个投射到小肠的脑干核:巨细胞核(Gi)、中缝核(Raphe nuclei)、RPa)、LPGi/ RVLM 核(外侧副巨细胞核/延髓头端腹外侧核)均可通过抗生素治疗激活。
6.利用DREADDs技术激活LPGi/RVLMVGLUT2小鼠LPGi/RVLM脑干中的GABA能神经元,可以直接调节肠道交感神经活动,减缓肠道蠕动和粪便排泄。
7.通过DREADDs技术、示踪、迷走神经切断术和TRAP-seq分析,证明存在驱动肠道交感神经活动的特定迷走神经传入神经元。
启发:通过各种工具小鼠、回路和基因表达研究,本文揭示了以微生物依赖性方式调节肠外交感神经激活的肠-脑-肠回路,涉及投射到远端肠的迷走神经传入、多个脑干感觉核,运动前区谷氨酸能神经元(交感传出神经元),调节胃肠道运输。即肠道菌群→迷走神经→大脑→交感神经→胃肠动力,可以整合肠道菌群及其代谢物等信号,调节交感神经系统。
推荐理由:本文通讯作者2018年在《Cell》发表文章A Neural Circuit for Gut-Induced Reward,揭示了迷走神经在肠-脑轴奖赏回路中的作用。作者延续上一篇文章的研究思路和示踪技术,重点关注交感神经,介绍肠道菌群。本文的另一通讯作者是肠粘膜免疫方面的专家。两个研究小组强强联手,将肠道菌群和大脑回路做到了极致。
参考:微生物群通过肠脑回路调节交感神经元 |自然
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