Encells-sekvensering ger nya grundläggande insikter i bukhjärnan

Forskare vid Karolinska Institutet har lyckats kartlägga neurontyperna som innefattar det enteriska nervsystemet i tarmarna hos möss. Studien, som publiceras idag i den vetenskapliga tidskriften Natur Neurovetenskap , beskriver också hur de olika neuronerna bildas under fosterutveckling, en process som följer olika principer för hjärnneuroner.

Vår cirka sju meter långa mag-tarmkanal (GI) har sina egna funktionellt distinkta neuroner. Eftersom detta enteriska nervsystem (ENS) fungerar autonomt, det kallas ibland för "den andra" eller "buken" hjärnan.

Medan ENS styr muskelrörelser (peristaltik) i tarmen och dess vätskebalans och blodflöde, det kommunicerar också med immunsystemet och mikrobiomet. Det har därför en systemisk påverkan på kroppen och antas vara involverad i ett stort antal sjukdomar. Ungefär 30 procent av befolkningen beräknas leva med permanenta gastrointestinala komplikationer.

Med encells-sekvensering, en metod som gör det möjligt för forskare att funktionellt kategorisera och klassificera enskilda celler genom att bestämma vilka gener som är aktiva i dem, forskare från Karolinska Institutet har nu kartlagt neuronerna som utgör musen ENS. På ett ungefär, neuronfunktionen kan brytas ner i sensorisk, motorisk eller internuronal; nu, forskarna har lyckats beskriva undergrupper av sådana nervceller - totalt sett de har identifierat och klassificerat tolv olika typer av ENS -neuron, inklusive undergrupper av sensoriska neuroner, varav några aktiveras av ämnen i tarmarna och påverkar immunsystemet, medan andra stimuleras mer mekaniskt.

Forskarna studerade också hur nervsystemet i mag -tarmkanalen bildas under dräktigheten, och fann att mognadsprocessen följer andra principer än den för centrala nervsystemet (CNS). I CNS, neuronerna mognar från stamceller som är "förprogrammerade" för att bilda en viss typ av neuron beroende på deras plats, eftersom olika typer av neuron behövs på olika platser i CNS. I ENS, å andra sidan, samma sammansättning av neuroner behövs längs hela tarmens längd.

Det är därför oklart hur cellerna i ENS "vet" vad de ska mogna till. I den här studien, forskarna visar att olika neuronala typer i ENS bildas efter att cellerna har mognat till neuroner och identifierat en transkriptionsfaktor, Pbx3, som spelar en viktig roll i denna transformationsprocess.

Vad vi ska göra härnäst är att systematiskt aktivera de olika nervcellerna i ENS hos möss för att studera hur mag -tarmfunktionerna påverkas. Detta gör att vi kan producera detaljerad funktionell kunskap om de olika neuronerna. Så, i framtiden, vi kommer att kunna ta reda på vilken roll neuronerna spelar i olika tarmsjukdomar och identifiera mål för nya läkemedel. "

Ulrika Marklund, studiens sista författare, forskare, Institutionen för medicinsk biokemi och biofysik, Karolinska Institutet

Hon fortsätter:"Våra nya fynd om bildandet av ENS kommer också att bana väg för bättre metoder för att" producera "specifika enteriska neuroner. Det kan tänkas att vi så småningom kan få stamcellsterapier för att bota eller lindra olika tarmsjukdomar som involverar återskapande av ENS-neuroner. Men vi är inte där än. "

• Ny artikel belyser hälsoskillnader,
• BGU -forskare avslöjar potentiella bittersöta effekter av naturligt sötningsmedel stevia