新生夏威夷短尾鱿鱼发光器相关神经系统的首次表征

《BMC Biology》：The neuroanatomy of the Hawaiian bobtail squid juvenile bacterial light organ

　　

摘要

背景

最近的研究表明，共生细菌可以对宿主神经生物学产生巨大影响，但目前尚缺少简单、易获取的模型来研究这些相互作用。夏威夷短尾鱿鱼（Euprymna scolopes）与细菌费氏弧菌（Vibrio fischeri）形成二元共生关系，其中一部分细菌居住在一个由后肠衍生的特化器官——发光器中。当费氏弧菌定殖后，发光器会发生转录变化，提示神经元是受共生启动影响的细胞类型之一，但新生发光器的神经支配一直未被表征。

结果

刚孵化的E. scolopes中与发光器相关的神经系统（LONS）是周围神经系统中一个异常复杂的组成部分。LONS主要以神经丛形式存在，起源于由局部连合连接的两条主要神经。突触蛋白样免疫反应性的大量存在表明叶状神经丛高度互联。我们还突出了少量支配前部附肢的5-羟色胺样免疫反应性神经突起，这些神经突起可能直接受到共生菌驱动的胚胎后发育的影响。最后，我们提供了证据表明，发光器内存在一个数量有限但形态多样的神经元群体，且这些神经元通常位于内部共生菌交互结构附近。

结论

我们的结果表明，LONS在结构和分子层面均高度复杂，并表现出未成熟神经系统的特征，提示其可能在胚胎后经历大量的重塑与精细化。这项对LONS的初步表征为利用一种可操作的模型系统研究有益细菌共生体如何影响宿主周围神经生物学提供了基础。