Einzelzellsequenzierung liefert neue grundlegende Einblicke in das Bauchhirn

Forschern des Karolinska Institutet ist es gelungen, die Neuronentypen des enterischen Nervensystems im Darm von Mäusen zu kartieren. Die Studium, die heute in der wissenschaftlichen Zeitschrift veröffentlicht wird Natur Neurowissenschaften , beschreibt auch, wie sich die verschiedenen Neuronen während der fetalen Entwicklung bilden, ein Prozess, der anderen Prinzipien als Gehirnneuronen folgt.

Unser etwa sieben Meter langer Magen-Darm-Trakt (GI) hat seine eigenen funktionell unterschiedlichen Neuronen. Da dieses enterische Nervensystem (ENS) autonom arbeitet, es wird manchmal als das "zweite" oder "abdominale" Gehirn bezeichnet.

Während das ENS die Muskelbewegung (Peristaltik) im Darm und dessen Flüssigkeitshaushalt und Blutfluss steuert, es kommuniziert auch mit dem Immunsystem und dem Mikrobiom. Es hat daher eine systemische Wirkung auf den Körper und soll an einer Vielzahl von Krankheiten beteiligt sein. Schätzungsweise 30 Prozent der Bevölkerung leben mit dauerhaften Magen-Darm-Komplikationen.

Mit Einzelzell-Sequenzierung, eine Methode, die es Wissenschaftlern ermöglicht, einzelne Zellen funktionell zu klassifizieren und zu klassifizieren, indem festgestellt wird, welche Gene in ihnen aktiv sind, Forscher des Karolinska Institutet haben nun die Neuronen kartiert, aus denen das Maus-ENS besteht. Grob gesprochen, Neuronenfunktion kann in sensorische, motorisch oder interneuronale; jetzt, den Forschern ist es gelungen, Untergruppen solcher Nervenzellen zu beschreiben - insgesamt Sie haben zwölf verschiedene Arten von ENS-Neuronen identifiziert und klassifiziert. einschließlich Untergruppen sensorischer Neuronen, einige davon werden durch Stoffe im Darm aktiviert und beeinflussen das Immunsystem, während andere mehr mechanisch stimuliert werden.

Die Forscher untersuchten auch, wie sich Neuronen des Gastrointestinaltrakts während der Schwangerschaft bilden. und fanden heraus, dass der Reifungsprozess anderen Prinzipien folgt als der des Zentralnervensystems (ZNS). Im ZNS, die Neuronen reifen aus Stammzellen, die "vorprogrammiert" sind, um je nach Standort einen bestimmten Neuronentyp zu bilden, da unterschiedliche Neuronentypen an verschiedenen Stellen des ZNS benötigt werden. In der ENS, auf der anderen Seite, über die gesamte Länge des Darms wird die gleiche Zusammensetzung von Neuronen benötigt.

Es ist daher unklar, wie die Zellen des ENS "wissen", wozu sie heranreifen sollen. In dieser Studie, die Forscher zeigen, dass sich im ENS verschiedene neuronale Typen bilden, nachdem die Zellen zu Neuronen gereift sind und identifizieren einen Transkriptionsfaktor, Pbx3, die eine wichtige Rolle in diesem Transformationsprozess spielt.

Als nächstes werden wir die verschiedenen Neuronen im ENS bei Mäusen systematisch aktivieren, um zu untersuchen, wie die Magen-Darm-Funktionen beeinflusst werden. Dies wird es uns ermöglichen, detailliertes funktionelles Wissen über die verschiedenen Neuronen zu gewinnen. So, in der Zukunft, Wir werden in der Lage sein, die Rolle der Neuronen bei verschiedenen Darmerkrankungen herauszufinden und Angriffspunkte für neue Medikamente zu identifizieren."

Ulrika Marklund, letzter Autor der Studie, Forscher, Institut für Medizinische Biochemie und Biophysik, Karolinska Institut

Sie fährt fort:„Unsere neuen Erkenntnisse zur Bildung des ENS werden auch den Weg für bessere Methoden ebnen, spezifische enterische Neuronen zu ‚produzieren‘ Neukreation von ENS-Neuronen. Aber wir sind noch nicht am Ziel."

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