《Neuroscience Letters》：Structural and functional characterization of sensory afferents in the rat parietal peritoneum Reveals specialized putative mechanosensory afferents and Bouquet-Like Nerve-Endings
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摘要
腹腔内的感觉包括内脏感觉和壁层感觉。除伤害感受外，这些感觉还可能涉及与内脏及腹壁运动相关的机械感受（mechanoreception）。解剖学上，壁层腹膜由膈区、腹外侧区和盆腔区组成，分别受膈神经、下位肋间神经和腰丛分支的支配。尽管衬覆胃肠道的脏层腹膜中
摘要
腹腔内的感觉包括内脏感觉和壁层感觉。除伤害感受外，这些感觉还可能涉及与内脏及腹壁运动相关的机械感受（mechanoreception）。解剖学上，壁层腹膜由膈区、腹外侧区和盆腔区组成，分别受膈神经、下位肋间神经和腰丛分支的支配。尽管衬覆胃肠道的脏层腹膜中的感觉神经投射已有充分记录，但壁层腹膜的感觉感知仍知之甚少。Tanaka等人描述了大鼠沿腹壁分布的壁层腹膜神经网络的分布情况。这些神经对伤害性和机械性刺激均有反应。然而，关于这些神经的具体功能和形态特征的研究仍然很少。因此，急性和慢性腹膜炎产生的锐痛和钝痛背后的机制仍不清楚。
皮肤感觉神经表现出显著的形态多样性，包括游离神经末梢、梅克尔细胞（Merkel cells）、迈斯纳小体（Meissner corpuscles）、鲁菲尼小体（Ruffini corpuscles）和帕西尼小体（Pacinian corpuscles）。相比之下，腹膜中的神经分布密度低于皮肤，关于壁层腹膜中感觉神经的具体类型和功能的证据有限。
为弥补这些空白，本研究调查了壁层腹膜中神经末梢投射位点的形态，并使用多种神经标志物的免疫组织化学染色分析了神经组分的构成。此外，研究人员通过电生理实验检测了腹膜感觉神经的功能特性。
壁层腹膜感觉神经的结构与功能：花束样末梢中的特化机械感觉传入
一、研究背景与科学问题
腹腔内的感觉包括脏层感觉和壁层感觉，除伤害感受外，还可能涵盖与内脏及腹壁运动相关的机械感受。解剖学上，壁层腹膜由膈区、腹外侧区和盆腔区组成，分别受膈神经、下位肋间神经和腰丛分支支配。尽管脏层腹膜的感觉神经投射已有充分记录，壁层腹膜的感觉感知机制仍不清楚。既往研究虽描述了大鼠壁层腹膜的神经网络分布，并证实这些神经对伤害性和机械性刺激有反应，但对其具体的功能和形态特征研究甚少。因此，急性和慢性腹膜炎产生的锐痛和钝痛机制仍不明确。与皮肤感觉神经的丰富形态多样性相比，腹膜神经分布稀疏，且缺乏关于壁层腹膜感觉神经具体类型和功能的证据。为弥补这些空白，研究人员系统研究了壁层腹膜神经末梢的形态结构、神经化学组成及电生理功能特性。
二、研究内容与主要结论
该研究通过腺相关病毒（AAV）顺行示踪、免疫组织化学、扫描电子显微镜（SEM）及全细胞膜片钳电生理记录等技术，揭示了大鼠壁层腹膜存在一种特化的“花束样”（bouquet-like）神经末梢结构。这些末梢由髓鞘样A纤维（NF200阳性）与肽能C纤维（CGRP/SP阳性）、非肽能C纤维（IB4阳性）及多觉感受相关神经突（TRPV1/TrkA阳性）平行排列组成，各亚群在结构上保持空间分离。约27.95%的NF200阳性纤维表达候选机械敏感通道PIEZO2，提示存在 putative 机械感觉传入纤维。逆行示踪结合电生理记录显示，支配腹膜的背根神经节（DRG）神经元为大直径（44.0±1.0 μm）、低输入电阻、单峰放电（phasic firing）的 putative A纤维机械感受器，对酸性刺激（pH 6.0）无反应，且免疫阳性为NF200和PIEZO2，而CGRP、TRPV1和parvalbumin均为阴性。这些发现表明壁层腹膜存在特化的机械感觉传入亚群，而非化学敏感性伤害感受器。
三、主要关键技术方法
研究人员使用了以下关键技术：1）AAV介导的Pal-mCherry膜转运信号顺行示踪，将荧光蛋白导入T11和T12 DRG神经元以追踪腹膜神经投射（48只大鼠，检出率22.9%）；2）免疫组织化学双标染色，使用NF200与各神经标志物（CGRP、SP、IB4、PIEZO2、TRPV1、TrkA、PGP9.5）共染以分析神经化学构成（8只大鼠）；3）扫描电子显微镜（SEM）结合荧光成像精确定位神经末梢；4）Fluoro-Ruby（FR）逆行示踪标记支配腹膜的DRG神经元，并进行全细胞膜片钳电生理记录（3只大鼠，成功记录6个神经元）；5）FR标记神经元的免疫组织化学验证（4只大鼠）。
四、研究结果
4.1 壁层腹膜神经末梢穿过腹膜下层并呈现花束样末端束
AAV顺行示踪显示，源自T11和T12 DRG的肋间神经穿过腹横肌并延伸至腹膜下层，神经束在腹膜下层长距离走行后发出侧支投射至壁层腹膜层（PPL）。SEM确认神经末梢尖端从PPL浅层突出，能够直接接触腹腔内刺激物。三维重建显示这些末梢形成紧凑的花束样束，而非皮肤中广泛分散的游离神经末梢模式。免疫组化显示束内PGP9.5阳性纤维中约15.49%与NF200共标，而CGRP阳性纤维与NF200几乎不重叠（1.01%），表明不同神经化学亚群在同一束内平行走行但保持结构分离。
4.2 腹膜神经束中肽能、非肽能及机械感觉标志物的神经化学多样性
壁层腹膜束内同时存在肽能神经突（CGRP?/SP?）和非肽能神经突（IB4?），两者均与NF200阳性轴突紧密伴行但直接共标率极低（CGRP: 1.01%；SP: 1.81%；IB4: 3.16%）。约27.95%的NF200阳性纤维表达PIEZO2，支持 putative 机械感觉传入纤维的存在。
4.3 大鼠壁层腹膜神经中疼痛相关分子TRPV1和TrkA的表达
TRPV1免疫反应性与NF200部分共标（6.73%），主要定位于无髓鞘神经突；TrkA阳性纤维与NF200轴突紧密相关（8.39%）。这些结果表明壁层腹膜神经束含有多种伤害感受器相关分子表型。
4.4 支配腹膜的FR标记DRG神经元的电生理特性
FR标记的DRG神经元均为大直径细胞（40.2–46.5 μm），表现出低输入电阻（51.4±10.3 MΩ）、单峰放电模式和高rheobase（916.7±74.9 pA），动作电位具有快速上升动力学和窄峰形态，符合髓鞘化传入神经元特征。所有记录细胞对pH 6.0酸性刺激均无反应。免疫组化证实这些神经元NF200和PIEZO2阳性，而parvalbumin、CGRP和TRPV1阴性。
五、讨论与结论
讨论部分指出，壁层腹膜感觉神经末梢缺乏皮肤和角膜中常见的特化被囊结构（如梅克尔盘或小体），而以花束样末梢束为特征。p75NTR阳性的非髓鞘化和终末施万细胞紧密包绕这些束，提供结构支撑和微环境调节。不同神经化学亚群在同一束内的空间共定位可能为检测复杂的腹腔内机械变形、液体转移和腹膜炎期间的局部炎症变化提供结构基础。研究局限性包括AAV标记检出率低（22.9%）、FR逆行示踪对大直径A纤维的采样偏向，以及电生理样本量有限。
研究结论：大鼠壁层腹膜由复杂的神经网络组成，包含髓鞘A纤维和肽能及非肽能C纤维。FR逆行标记的少数神经元呈大直径、相位放电特性，表达NF200/PIEZO2，缺乏CGRP、TRPV1和parvalbumin，提示其参与特化的机械感觉而非伤害感受或本体感觉。疼痛相关标志物沿A纤维分布于腹膜下层，提示机械感受与伤害感受通路之间存在功能关联。这些发现为理解腹膜炎中局部腹痛、内脏反射和术后腹膜不适的结构基础提供了重要见解。
