Nature：加州理工学院团队揭示脑-体轴新机制，交感神经系统的特异性调控

脑与神经科学领域从对脑的单一研究拓展到对外周神经系统的研究，尤其是脑-体轴的交流机制。我们身体的各个器官无需意识参与就能协调运行，以保证我们的日常生活。从心跳的节奏到胃肠的蠕动，这一切都归功于自主神经系统（autonomic nervous system）。其是生命体内维持生理平衡的核心调控网络，分为交感（sympathetic）和副交感（parasympathetic）两个功能相反的组织。

2024年11月27日，加州理工学院Yuki Oka课题组在国际顶级期刊《自然》（Nature）发表了一项具有里程碑意义的研究，“Organ-specific Sympathetic Innervation Defines Visceral Functions”。该研究为交感神经系统建立了新的“功能地图”，首次系统性揭示了分子表达上多样的、特异性调控不同器官功能的神经元群，为生物医学领域提供了全新的视角。此研究第一作者为加州理工学院五年级博士生王童彤，本科毕业于南开大学生物伯苓班，高中毕业于武汉市华师一附中。

长期以来，自主神经系统被视为一种相对简单的“二元”调控机制：交感神经系统负责处理紧急状态的“战斗或逃跑”（Fight or Flight）反应，而副交感神经系统主导平静时“休息与消化”（Rest and Digest）功能。这种简化的模型为教科书和公众所熟知，但随着科学技术的进步，人们逐渐意识到交感神经系统的调控复杂性远超想象。

该研究着眼于腹部的腹腔-上肠系膜神经节（celiac-superior mesenteric ganglia, CG-SMG），其是连接中枢神经系统和内脏器官的关键节点。研究团队通过单细胞转录组测序、空间转录组学、遗传示踪、遗传功能性实验，揭示了CG-SMG中交感神经元在分子水平上的多样性，以及它们在功能上的内脏器官特异性。研究表明，CG-SMG中的神经元分为两大主要群体：一类投射至胃肠道，调控胃肠蠕动功能；另一组投射至肝脏和胰腺等分泌器官，负责消化代谢和激素分泌调控。这种器官特异性调控不仅体现了交感神经系统的复杂性，还揭示了其生物学意义：不同器官的功能分区调控使得身体能够更加高效地应对环境变化。

该研究总结示意图（图源自Nature ）

交感神经系统的模块化调控机制也为临床疾病的研究和治疗带来了启示。许多自主神经相关疾病，如高血压、糖尿病和消化系统紊乱等，都涉及交感神经系统的过度或异常活动。通过识别和干预特定神经通路，未来的治疗策略可以更加精准和个性化。

研究人员表示，“除了外界紧急情况的压力外，诸如低血糖、消极情绪等其他内部代谢和生理压力也会激活交感神经系统。在这些脑-体通路中，交感神经如何与副交感神经一起整合来自大脑的指令以调控全身器官，仍有许多未解之谜值得探索。”

参考消息：

https://www.nature.com/articles/s41586-024-08269-0