R-Spondin1通过差异表达LGR4/5/6调控肠神经前体细胞命运的机制及其在物种间的保守性研究

本研究针对肠神经系统（ENS）再生与稳态调控机制这一关键问题，通过开展R-Spondin1（RSPO1）通过LGR受体调控肠神经前体细胞命运的主题研究，发现RSPO1通过差异调控LGR4/5/6表达显著影响ENS前体细胞增殖（P≤0.002）与神经分化（P<0.001）。该研究揭示了LGR受体表达谱系作为决定ENS前体细胞向增殖或分化方向发展的新型调控机制，为肠神经系统再生医学研究提供了重要理论基础。

　　

在人体复杂的神经系统中，肠神经系统（Enteric Nervous System, ENS）作为一个独立而精密的网络，掌管着胃肠道的自主功能，被誉为"第二大脑"。然而，这个神秘的系统在出生后如何维持稳态、受损后如何再生，一直是神经科学和胃肠病学领域亟待破解的难题。特别是在先天性巨结肠（Hirschsprung's disease）等ENS发育障碍性疾病中，神经节细胞的缺失导致严重的肠道功能障碍，传统治疗效果有限，迫切需要探索新的治疗策略。

近年来，研究表明WNT信号通路的激动剂R-Spondin1（RSPO1）及其受体Leucin-rich-repeat-containing G-protein-coupled-receptors（LGR4/5/6）在多种成体上皮干细胞的分化和再生中起着关键作用。然而，这些分子是否同样参与调控ENS的神经再生和稳态维持，仍是一个未解之谜。正是基于这一科学问题，Melanie Scharr等研究人员开展了一项跨物种的深入研究，其研究成果发表在《Cells》期刊上。

研究人员采用多学科交叉的研究方法，主要运用了以下几个关键技术：首先通过遗传谱系追踪技术（wnt1-tomato小鼠模型）和临床患者样本分离获取神经嵴来源的ENS细胞；其次采用药理学体外实验体系，使用RSPO1刺激并通过BrdU掺入法和Ki67染色进行增殖能力评估；第三运用神经元分化筛选系统监测神经分化进程；最后通过荧光激活细胞分选（FACS）技术对表达不同LGR受体的人类ENS细胞进行分选和表征，并结合免疫荧光共标记技术进行体内外验证。

Background & Aims

研究团队基于WNT信号通路在干细胞调控中的重要作用，提出科学假设：RSPO1-LGR信号轴可能参与调控出生后肠神经系统的神经再生和稳态维持。这一假设将表观遗传调控与神经系统再生相联系，为理解ENS发育性疾病提供了新的视角。

Methods

研究人员分别从小鼠模型和患者样本中分离获得神经嵴来源的ENS细胞，建立了完善的体外研究体系。通过精确控制RSPO1的刺激条件，结合增殖标志物（BrdU、Ki67）的检测和神经元分化指标的评估，系统分析了RSPO1对ENS前体细胞命运的影响。同时，利用FACS技术成功分选了表达不同LGR受体的人类ENS细胞，并通过免疫荧光技术验证了这些细胞在体内的表达特征。

Results

研究结果令人振奋：当对小鼠和人类的ENS前体细胞施加RSPO1刺激时，细胞增殖显著增强（P=0.002），随后出现肠神经发生增加的现象（P<0.001）。这一过程伴随着LGR4表达的上调（P≤0.001），表明LGR4主要参与调控ENS前体细胞的增殖过程。

与此形成鲜明对比的是，表达LGR5的ENS前体细胞显示出增殖能力降低（P≤0.001），而LGR6在增殖性ENS前体细胞中根本不表达（P≤0.05）。有趣的是，在诱导神经元分化过程中，LGR5和LGR6的表达均呈现上升趋势（LGR5：P≤0.001；LGR6：P≤0.05），这一发现与体内实验结果高度一致。

Conclusions

研究团队得出结论：LGR受体的差异表达可能是决定ENS前体细胞在增殖和神经元分化之间进行命运选择的一种先前未知的调控机制。LGR4主要促进前体细胞增殖，而LGR5和LGR6则倾向于促进神经元分化进程。

这一发现具有重要的科学意义和临床价值。首先，它揭示了RSPO1-LGR信号轴在肠神经系统中的新功能，扩展了我们对WNT信号通路在神经系统中的作用认知。其次，不同LGR受体的表达谱系为ENS前体细胞的状态提供了新的分子标志，有助于更好地识别和分离不同发育阶段的ENS细胞。最重要的是，该研究为开发针对ENS相关疾病（如先天性巨结肠症）的新型治疗策略提供了理论基础——通过调控RSPO1-LGR信号轴，可能促进肠神经系统的再生和修复，改善患者的临床症状。

该研究的跨物种一致性（小鼠和人类）进一步增强了其发现的可靠性和临床转化潜力，为未来开发靶向LGR受体的精准医疗策略奠定了坚实基础。