肠道神经系统免疫生态位图谱揭示神经免疫互作新机制及其在胃肠稳态中的关键作用

【字体: 时间:2025年06月24日 来源:Proceedings of the National Academy of Sciences 9.4

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  本研究通过流式细胞术和免疫组化系统绘制了回肠与结肠肌层免疫细胞图谱,发现巨噬细胞(MMs)、树突状细胞(DCs)、浆细胞(PCs)等多样免疫亚群与肠神经元(PGP9.5+/Tuj1+)存在空间毗邻关系。结合单细胞转录组(scRNAseq)预测并验证了App-CD74等神经免疫配体-受体互作网络,为胃肠动力障碍和炎症疾病研究提供了全新框架。

  

Abstract
胃肠(GI)神经免疫互作是组织稳态的核心调控机制。研究聚焦肠神经系统(ENS)肌层(muscularis externa),通过多组学技术揭示:肌层巨噬细胞(MMs)虽为主导免疫群体,但DCs、PCs、嗜酸性粒细胞等亦呈现区域特异性分布——结肠肌层嗜酸性粒细胞(Siglec-F+)富集于近端结肠水吸收区,暗示其可能通过神经调节肽U受体(NMUR1)与胆碱能神经元对话。

Results and Discussion
免疫细胞景观图谱
流式细胞术显示,回肠与结肠肌层CD45+免疫细胞组成显著差异:结肠富含嗜酸性粒细胞、γδ T细胞和PCs,而回肠以CD4+ T细胞和B细胞为主。三维成像技术捕获到CD45+细胞浸润肌间神经节的现象,证实免疫细胞与神经元胞体(Hu+)的直接接触潜能。

空间互作验证
免疫荧光揭示CX3CR1+ MMs和CD11c+ DCs通过星状突起包裹神经元轴突(Tuj1+)。值得注意的是,Iba-1+/CD11c? MMs占比最高,而酶解处理导致的细胞尺寸筛选偏差提示传统流式可能低估MMs真实比例。

计算预测与实验验证
整合已发表的scRNAseq数据,CellChat预测神经元→免疫细胞的信号强度显著高于反向通路。所有神经元亚型(如感觉神经元ISN、中间神经元IN1/IN2)均高表达β-淀粉样蛋白(App),其与CD74的互作在肠肌层中被空间共定位验证。该发现拓展了App-CD74在阿尔茨海默病外的生理功能认知。

Materials and Methods
研究采用C57BL/6和Cx3cr1gfp/+小鼠模型,结合物理剥离肌层组织与酶解消化策略。单细胞数据来源于公共数据库GSEXXXXX(回肠神经元)与GSEXXXXX(结肠免疫细胞),分析流程遵循Monash医学中心伦理规范。

创新视角
该研究首次系统阐释了ENS免疫微环境的区域异质性,提出"神经元主导"的神经免疫对话模式。发现的Prosaposin(Psap)-神经元再生通路、胆固醇-ILC3互作等机制,为肠易激综合征(IBS)和克罗恩病提供了潜在干预靶点。

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