你是否有過(guò)這樣的體驗(yàn)：有時(shí)吃完美食后腸道蠕動(dòng)順暢，有時(shí)卻莫名腹脹便秘？這背后，腸道里一群隱形工作者——腸道神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞在默默發(fā)揮作用。它們是腸道神經(jīng)系統(tǒng)中數(shù)量遠(yuǎn)超神經(jīng)元的特殊細(xì)胞，就像腸道的后勤保障隊(duì)，既參與消化蠕動(dòng)，又負(fù)責(zé)免疫防護(hù)。但長(zhǎng)期以來(lái)，科學(xué)家們都不清楚這些后勤人員是否有不同分工。而這篇研究就像給這些細(xì)胞做了一次身份普查，發(fā)現(xiàn)它們不僅有明確的崗位劃分，還存在一套獨(dú)特的信號(hào)指令調(diào)控其工作。

來(lái)自 哈佛醫(yī)學(xué)院Meenakshi Rao教授研究團(tuán)隊(duì)做了一項(xiàng)專(zhuān)門(mén)研究，標(biāo)題為《Tachykinin signaling defines distinct populations of glia in the enteric nervous system》，相關(guān)成果將于2026年3月18日發(fā)表在《Neuron》期刊上。研究通過(guò)轉(zhuǎn)錄組分析、遺傳標(biāo)記、功能驗(yàn)證等實(shí)驗(yàn)，鑒定出 Tacr3 是腸道神經(jīng)系統(tǒng)肌間神經(jīng)節(jié)內(nèi)膠質(zhì)細(xì)胞的特異性分子標(biāo)記，揭示 NKB-TACR3 信號(hào)通路在出生后腸道膠質(zhì)細(xì)胞分化中的必需作用，以及其通過(guò)調(diào)控膠質(zhì)細(xì)胞活性調(diào)節(jié)腸道蠕動(dòng)的機(jī)制，為腸道膠質(zhì)細(xì)胞的特異性研究提供工具，也為腸道動(dòng)力相關(guān)疾病的治療提供新靶點(diǎn)。

黏膜和肌層神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組存在顯著差異

研究首先聚焦小鼠小腸的黏膜和肌層兩個(gè)不同微環(huán)境，通過(guò)RNA 測(cè)序（RNA-seq） 、遺傳標(biāo)記技術(shù)和流式細(xì)胞術(shù)分離并分析了這兩個(gè)區(qū)域的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，黏膜神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞與小膠質(zhì)細(xì)胞基因表達(dá)特征相似，富集了 Cx3cr1、Mpeg1 等巨噬細(xì)胞相關(guān)轉(zhuǎn)錄本，參與抗原呈遞、白細(xì)胞活化等免疫相關(guān)功能；而肌層神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞更接近衛(wèi)星膠質(zhì)細(xì)胞，富集神經(jīng)發(fā)生相關(guān)基因。

通過(guò)貝葉斯棱鏡反卷積分析排除黏膜污染干擾后，進(jìn)一步確認(rèn)兩者共享部分核心膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)識(shí)基因（如 Plp1、Sox10），但轉(zhuǎn)錄組差異顯著?；蚣患治觯℅SEA） 顯示，黏膜膠質(zhì)細(xì)胞側(cè)重免疫功能，這與它們貼近上皮細(xì)胞、免疫細(xì)胞的空間位置相符；肌層膠質(zhì)細(xì)胞則與神經(jīng)發(fā)育功能相關(guān)。將兩者與中樞和外周神經(jīng)系統(tǒng)膠質(zhì)細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組對(duì)比發(fā)現(xiàn)，它們雖與部分腸外膠質(zhì)細(xì)胞有相似性，但均具備獨(dú)特的 針對(duì)特定領(lǐng)域的特征，證實(shí)腸道神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞是轉(zhuǎn)錄組水平上獨(dú)立的細(xì)胞亞群。

Tacr3基因標(biāo)記肌間神經(jīng)叢神經(jīng)節(jié)內(nèi)膠質(zhì)細(xì)胞

為尋找肌層膠質(zhì)細(xì)胞的特異性分子標(biāo)記，研究通過(guò)差異基因分析發(fā)現(xiàn)，Tacr3（編碼神經(jīng)激肽 B 受體 NKB）在肌層膠質(zhì)細(xì)胞中高度富集，且在腸道外膠質(zhì)細(xì)胞中不表達(dá)。實(shí)時(shí)熒光定量 PCR（qPCR） 、原位雜交（RNAscope） 和免疫組織化學(xué)（IHC） 驗(yàn)證顯示，Tacr3 轉(zhuǎn)錄本僅存在于肌層中 Sox10+/S100B + 膠質(zhì)細(xì)胞，且主要集中在肌間神經(jīng)節(jié)內(nèi)膠質(zhì)細(xì)胞。

利用 Tacr3IRES-Cre/+ Rosa26tdTomato/+ 小鼠進(jìn)行遺傳標(biāo)記，發(fā)現(xiàn)幼鼠（3 周）和成年鼠（8-12 周）的肌間神經(jīng)節(jié)內(nèi)膠質(zhì)細(xì)胞中，分別有超過(guò) 85% 和 98% 表達(dá) TdTomato，而肌內(nèi)膠質(zhì)細(xì)胞、黏膜膠質(zhì)細(xì)胞中 TdTomato 表達(dá)極少。神經(jīng)元中 Tacr3 表達(dá)也顯著低于膠質(zhì)細(xì)胞。在背根神經(jīng)節(jié)、坐骨神經(jīng)和大腦等組織中，GFP + 膠質(zhì)細(xì)胞均不表達(dá) TdTomato，證實(shí) Tacr3 是腸道神經(jīng)系統(tǒng)（ENS）膠質(zhì)細(xì)胞特有的分子標(biāo)記，為特異性操控腸道膠質(zhì)細(xì)胞提供了遺傳工具。

TACR3 信號(hào)調(diào)控肌間膠質(zhì)細(xì)胞活性與腸道蠕動(dòng)

為明確 TACR3 信號(hào)的功能，研究利用 Kir4.1CreER Rosa26GCaMP6t/+ 小鼠進(jìn)行鈣成像，發(fā)現(xiàn)黏膜刺激引發(fā)結(jié)腸推進(jìn)性收縮時(shí)，肌間神經(jīng)節(jié)內(nèi)膠質(zhì)細(xì)胞首先出現(xiàn)鈣響應(yīng)，隨后是連接性膠質(zhì)細(xì)胞和肌內(nèi)膠質(zhì)細(xì)胞。使用 TACR3 拮抗劑 fezolinetant 處理后，神經(jīng)節(jié)內(nèi)膠質(zhì)細(xì)胞的鈣響應(yīng)數(shù)量和幅度顯著降低，而肌內(nèi)膠質(zhì)細(xì)胞無(wú)明顯變化；TACR3 激動(dòng)劑 senktide 則可特異性誘發(fā)神經(jīng)節(jié)內(nèi)和連接性膠質(zhì)細(xì)胞的持續(xù)鈣響應(yīng)。

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體內(nèi)腸道轉(zhuǎn)運(yùn)實(shí)驗(yàn)顯示，fezolinetant 處理后雌雄小鼠的腸道轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間均縮短，糞便顆粒產(chǎn)量增加；senktide 處理則顯著減慢腸道轉(zhuǎn)運(yùn)，雄性小鼠糞便產(chǎn)量減少 67%。體外結(jié)腸運(yùn)動(dòng)分析發(fā)現(xiàn)，fezolinetant 可增加結(jié)腸遷移運(yùn)動(dòng)復(fù)合體（CMMCs）的頻率和速度，縮短收縮持續(xù)時(shí)間。這些結(jié)果證實(shí) TACR3 信號(hào)通過(guò)調(diào)控肌間膠質(zhì)細(xì)胞的鈣響應(yīng)，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)腸道蠕動(dòng)功能。

遺傳標(biāo)記揭示肌層膠質(zhì)細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組與空間異質(zhì)性

對(duì) P21 小鼠 Plp1eGFP Tacr3tdTomato 肌層 GFP + 細(xì)胞進(jìn)行單細(xì)胞 RNA 測(cè)序（scRNA-seq） ，將 9878 個(gè)細(xì)胞聚類(lèi)為 8 個(gè)群體，其中 7 個(gè)為腸道特異性膠質(zhì)細(xì)胞亞群。轉(zhuǎn)錄組分析顯示，Tacr3 + 細(xì)胞主要集中在 2 號(hào)和 5 號(hào)集群，富集靜止?fàn)顟B(tài)相關(guān)基因（如 Tgfb2、Junb）；肌內(nèi)膠質(zhì)細(xì)胞集群（0、3、4 號(hào)）表達(dá) Pappa 和 Aldh1a1，缺乏 Gfap 和 Entpd2；連接性膠質(zhì)細(xì)胞集群（1 號(hào)）表達(dá) Gfap 和 Entpd2，但 Tacr3 表達(dá)極低。

通過(guò)熒光原位雜交驗(yàn)證，Cpe 和 Tacr3 是神經(jīng)節(jié)內(nèi)膠質(zhì)細(xì)胞特異性標(biāo)記，Sfrp1 標(biāo)記連接性膠質(zhì)細(xì)胞，Pappa 和 Aldh1a1 標(biāo)記肌內(nèi)膠質(zhì)細(xì)胞。與人類(lèi)結(jié)腸肌層膠質(zhì)細(xì)胞 scRNA-seq 數(shù)據(jù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，人類(lèi)肌內(nèi)膠質(zhì)細(xì)胞同樣表達(dá) PLP1、CDH19 和 PAPPA，但不表達(dá) TACR3，證實(shí)腸道膠質(zhì)細(xì)胞的空間 - 轉(zhuǎn)錄組異質(zhì)性在物種間保守。

出生后 TACR3 信號(hào)調(diào)控腸道膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)育與分化

研究發(fā)現(xiàn)，Tacr3 表達(dá)在出生后逐漸啟動(dòng)：P1 時(shí)肌間神經(jīng)節(jié)內(nèi) S100B + 細(xì)胞中 TdTomato 表達(dá)稀疏，P7 后逐漸增加，P21 時(shí)小腸和結(jié)腸中超過(guò) 85% 的肌間膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá) TdTomato，存在輕微性別差異。

通過(guò) P14-P20 期間給小鼠注射 TACR3 拮抗劑 SB2222-00，發(fā)現(xiàn)肌內(nèi)膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)量減少 54.3%，肌間神經(jīng)節(jié)內(nèi)膠質(zhì)細(xì)胞 GFAP 表達(dá)異常升高，而黏膜膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)元密度無(wú)明顯變化。成年小鼠（P56-P62）注射 SB2222-00 則無(wú)此效應(yīng)。Tac2 基因敲除（KO）小鼠的小腸肌內(nèi)膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)量減少 43.7%，肌間膠質(zhì)細(xì)胞 GFAP 表達(dá)失調(diào)，與拮抗劑處理結(jié)果一致。遺傳標(biāo)記顯示，Tac2 + 神經(jīng)元表達(dá)鈣視網(wǎng)膜蛋白（CALB2）和囊泡乙酰膽堿轉(zhuǎn)運(yùn)體（vAChT），其神經(jīng)纖維廣泛分布于肌層，證實(shí) Tac2 + 膽堿能神經(jīng)元是 NKB 的主要來(lái)源。人類(lèi)遺傳分析發(fā)現(xiàn)，TAC3（編碼人類(lèi) NKB）的單核苷酸多態(tài)性（SNPs）與硬便頻率相關(guān)，且與食管肌層中 TAC3 mRNA 表達(dá)量存在表達(dá)數(shù)量性狀位點(diǎn)（eQTL）關(guān)聯(lián)，提示該信號(hào)軸在人類(lèi)腸道蠕動(dòng)調(diào)控中同樣發(fā)揮作用。

總結(jié)

該研究通過(guò) RNA 測(cè)序、遺傳標(biāo)記、鈣成像等多種技術(shù)，發(fā)現(xiàn)腸道黏膜和肌層膠質(zhì)細(xì)胞是轉(zhuǎn)錄組和功能不同的亞群，Tacr3 是肌間神經(jīng)節(jié)內(nèi)膠質(zhì)細(xì)胞的特異性分子標(biāo)記；NKB-TACR3 信號(hào)在出生后腸道膠質(zhì)細(xì)胞的分化和多樣化中起關(guān)鍵作用，且通過(guò)調(diào)控肌間膠質(zhì)細(xì)胞的鈣響應(yīng)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)腸道蠕動(dòng)；同時(shí)證實(shí)該信號(hào)軸與人類(lèi)腸道運(yùn)動(dòng)功能相關(guān)，為腸道動(dòng)力障礙疾病提供了新的治療靶點(diǎn)，也為特異性研究腸道膠質(zhì)細(xì)胞提供了遺傳工具。

研究意義

理論意義：首次明確腸道膠質(zhì)細(xì)胞的空間 - 轉(zhuǎn)錄組異質(zhì)性，建立了黏膜、肌間神經(jīng)節(jié)內(nèi)、肌內(nèi)等膠質(zhì)細(xì)胞亞群的分子特征，填補(bǔ)了腸道膠質(zhì)細(xì)胞分類(lèi)的空白；發(fā)現(xiàn) NKB-TACR3 信號(hào)是腸道膠質(zhì)細(xì)胞分化的關(guān)鍵通路，揭示了腸道膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)育的分子機(jī)制；證實(shí) Tacr3 是腸道膠質(zhì)細(xì)胞特有的分子標(biāo)記，解決了腸道膠質(zhì)細(xì)胞特異性操控的技術(shù)難題。

應(yīng)用意義：解釋了 TACR3 拮抗劑 fezolinetant 臨床應(yīng)用中腹瀉副作用的機(jī)制，為藥物副作用管理提供理論依據(jù)；為便秘、腹瀉等腸道動(dòng)力障礙疾病提供了新的治療靶點(diǎn)，可通過(guò)調(diào)控 TACR3 信號(hào)開(kāi)發(fā)腸道特異性藥物；提供了研究腸道膠質(zhì)細(xì)胞功能的特異性工具，助力深入探索腸道膠質(zhì)細(xì)胞在免疫、修復(fù)等方面的作用及相關(guān)疾病機(jī)制。

https://doi.org/10.1016/j.neuron.2025.11.030

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