耶鲁大学的一项新研究表明,人体的主要器官系统不仅仅是被动地按照指挥中心——大脑的指令运作,而是积极参与控制自身的功能。
耶鲁大学的瑞·张(Rui Chang)领导的研究团队在《自然》杂志上发表文章,阐明了器官如何发展和维持自己的神经回路,这些神经回路反过来以某种双向对话的方式与大脑进行交流。
研究人员表示,这些发现为身体和大脑如何通过嵌入器官内部的神经元网络进行交流提供了新的理解。这些神经元网络构成了一个微型神经系统,被称为"器官内在神经系统",有助于控制消化、心律、呼吸、胰岛素分泌和免疫反应等关键功能。
他们还指出,这些基于器官的微型神经系统中的问题可能导致帕金森病、自主神经紊乱和炎症性疾病等疾病。
"这项研究帮助我们理解不同器官如何构建自己的神经系统以促进与大脑的交流,"耶鲁医学院神经科学和细胞分子生理学副教授、该研究的主要作者张说道。
"要执行特定功能,一个器官需要有自己的解剖学基础和分子基础。这项研究描述了器官如何塑造自己的神经系统以实现这一目标。"
神经嵴细胞迁移谱系预示器官内在神经系统的空间模式。来源:《自然》(2026)。DOI: 10.1038/s41586-026-10490-y
研究人员通过对心脏、肺、胰腺和肠道中的神经元进行研究,发现这些器官在发育早期就积极参与构建和塑造自己的内部神经系统。尽管这些萌芽中的神经元带着基本的蓝图而来,但它们并非处于自动驾驶状态。器官本身帮助确定神经元如何发展并组织成系统。
"这些独立的神经系统物理上位于我们研究的器官上,这是重大突破,"耶鲁医学院神经病学和神经科学助理教授、共同高级作者Le Zhang说道。"关键是现在我们拥有的技术,首次让我们能够以如此高的分辨率检测这些系统。"
在他们的工作中,研究人员使用了先进的成像技术、基因测序技术和小鼠模型来研究多个器官中发育中的神经系统。一个关键发现是,不同器官中的神经细胞根据它们在胚胎发育过程中的迁移方式以不同的方式自我组织。例如,肠道和胰腺中的神经元广泛分布在器官内,而心脏和肺部的神经元则紧密地聚集在一起。
他们发现,器官内部的周围环境在发育中也起着重要作用,并且有能力改变神经元的身份。例如,心脏组织可以重新编程肠道神经元,使它们表现得更像心脏神经元。
"虽然目前这距离任何临床应用还很远,但这些发现的一个真正令人兴奋的潜在应用是,我们的研究表明,你可以将一个器官的细胞转换为不同器官的细胞,"张说道。"想象一下这对患有器官相关疾病的患者意味着什么。"
出版详情
徐伊云(I-Uen Yvonne Hsu)等,《谱系和器官信号依次构建器官内在神经系统》,《自然》(2026)。DOI: 10.1038/s41586-026-10490-y
期刊信息:《自然》
关键医学概念
帕金森病 炎症性疾病
临床类别
神经学
由耶鲁大学提供
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