范德比尔特大学研究人员(包括该校脑研究所成员)在理解肠神经系统(即肠道的"第二大脑")形成与功能机制方面取得重大突破。发表于《Cellular and Molecular Gastroenterology and Hepatology》的研究中,首席研究员Michelle Southard-Smith的实验室揭示了SOX10蛋白在调控肠道运动神经元发育过程中的关键作用。
这项题为"Sox10Dom突变小鼠的单细胞测序分析揭示Hox基因在肠神经元轨迹分配中的作用"的研究,为先天性巨结肠(Hirschsprung病)、肠易激综合征及慢性便秘等肠道运动功能障碍疾病的治疗提供了新思路。
肠道内的肠神经元通过协调肌肉收缩推动食物消化,当这些神经元发育异常时,会导致运动失衡引发腹痛、便秘或腹泻。Southard-Smith教授(细胞与发育生物学及医学领域专家)指出:"目前对控制肠神经元多样性的基因调控网络知之甚少,这制约了治疗手段的开发。"
研究团队首次采用基因编辑小鼠模型结合高分辨率单细胞RNA测序技术,在肠神经系统发育最早期阶段捕获到常规方法难以检测的瞬时转录因子。通过深度测序发现早期肠神经元的多样性远超预期,突显早期谱系选择的重要性。
三大核心发现:
- SOX10蛋白突破性发现:首次证实该蛋白不仅存在于神经前体细胞和胶质细胞中,更直接参与早期肠神经元的发育调控
- Sox10基因突变影响:突变导致早期神经元发育轨迹偏移,造成成年肠道神经元类型比例失衡
- Hox基因家族新角色:发现多个Hox基因(包括首次检测到的Hoxa6)在肠神经元早期发育中活跃,其中Hoxa6活性缺失与特定神经元类型缺失直接相关
研究团队计划进一步解析Hox基因与SOX10的调控关系。Southard-Smith强调临床应用前景:"通过这些基因测序研究获得的关键因子,未来有望通过移植特定神经元治疗Hirschsprung病等患者。"
研究依托范德比尔特大学及医学中心的细胞成像共享资源和流式细胞术共享平台完成,技术团队提供关键支持。
【全文结束】