神经细胞在肠道的单细胞的阿特拉斯揭示了网络的连接

嵌入在整个胃肠道系统的神经元是一个广泛的阵列坐标几乎所有活动参与消化,对有害刺激肠道蠕动和响应。这些细胞构成了肠神经系统(ENS)和传输信号从肠道到大脑,但很少见,脆弱,难以分离和研究。

Broad研究所的研究员领导的研究小组麻省理工学院和哈佛大学和麻省总医院已经与新方法克服这些挑战,他们开发了生成一个单细胞的地图存在在人类和老鼠。

通过分析这些基因活动单个神经元,科学家们推断神经元肠道中与各种其他类型的细胞,包括免疫细胞。他们还发现,关键的与疾病相关的基因表达在这些细胞。

研究结果表明,存在中央枢纽连接肠道,免疫,和中枢神经系统,扮演重要的角色在过敏、炎症、肠道和运动性疾病,以及疾病影响大脑。

研究这些neuro-immune交互是食物过敏的下一阶段科学购并称多研究协作,安置在广泛,旨在了解食物过敏的生物学基础和鼓励开发新的治疗方法。主动帮助支持这项新研究。

学习发生了什么”的存在,我们可以更好地了解系统与上皮细胞,免疫,和其他细胞,并生成新方法治疗障碍在整个系统中,“广泛的核心Ramnik Xavier研究所成员说,这项研究的文章的第二作者,免疫学项目主任和副主任传染病和微生物项目的广泛,在马萨诸塞州综合医院调查员,库尔特·Isselbacher哈佛医学院医学教授。

这项研究发表在本周细胞co-first作者尤金Drokhlyansky为首和尼古拉斯·范·克里斯托弗•Smillie Wittenberghe卡拉曼细胞天文台(KCO)广泛的研究所。

单细胞狩猎

研究肠神经元被挑战,部分是因为他们是罕见的,脆弱的,具有挑战性的孤立从周围的组织。

为了克服这些障碍,团队设计了两个新方法研究在老鼠和人类存在单细胞决议:葡萄干RNA-seq MIRACL-seq。葡萄干(核糖体和完整的单一核)RNA-seq实验室协议分离单个细胞,保留了细胞核和附着核糖体(细胞的蛋白质合成器),提供一个更全面的看RNA在细胞内。MIRACL-Seq(开采稀有细胞),使研究人员能够更有效地寻找稀有细胞类型和分离后收集一个复杂的组织样本。

在一起,这些技术使得团队简介5068鼠标和1445人类肠神经元,以及从两种不同的肠道细胞类型。研究人员可以将这些方法应用到新鲜和冷冻组织标本,和可以使用的技术概要稀有细胞类型的肠道以外的组织。

“我们的团队的创造力和毅力在发展这些新技术使我们构建和验证全面的照片肠神经系统说:“在老鼠和人类身上,文章的第二作者Orit Rozenblatt-Rosen,广泛的高级主管单细胞基因组学和科学KCO主任。“这些数据将使我们能够更好地理解角色的肠神经系统多种疾病,并且确定了细胞类型,这些疾病的遗传风险因素的行为。”

在实体

团队的分析发现几十个不同的肠神经系统中的神经元子集和显示细胞的构成及其基因表达不同的解剖区域的肠道,年龄,甚至每天的时间当样本。

数据还显示多个不同亚型的神经元之间新的电路和周围的细胞。肠神经元之间的连接发现和免疫系统可以帮助指导未来研究如何参与胃肠神经系统疾病,和为什么某些中枢神经系统疾病,如自闭症谱系障碍和帕金森病、肠道功能障碍早期症状。

泽维尔说,研究这些肠神经元可能产生新的见解肠易激综合症,肠道过敏疾病,原因不明的肠神经病变(损伤或神经退化在消化系统)。

“在很多方面,肠神经元可以比作一个管弦乐队的指挥,“泽维尔说。“例如,食物过敏患者经常开发腹痛,恶心,呕吐,腹泻,在很短的时间,这表明肠神经元感觉到错了,激活一个早期预警系统。针对这些细胞可能是一种减少食物和其他过敏原过敏反应。”

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