来源于脊柱胸腰段背根神经节（DRG）的小鼠膀胱中不同类型的感觉神经末梢

《Cell and Tissue Research》：Different types of sensory nerve endings in the urinary bladder of mice arising from dorsal root ganglia (DRG) at the thoracolumbar region of vertebral column

　　

膀胱由两个解剖上不同的感觉神经元群体支配，这些神经元起源于背根神经节（DRG）：一个来自胸腰段（TL），另一个来自腰骶段（LS）脊髓区域。虽然研究人员之前已表征了来自LS DRG的感觉末梢的形态和分布，但TL传入纤维的末梢尚未明确。在本研究中，研究人员采用顺行神经示踪技术在小鼠中绘制这些末梢。在向T12–L3 DRG双侧注射生物素化葡聚糖并恢复7–9天后，处理整个膀胱以显示脊髓传入轴突及其降钙素基因相关肽（CGRP）免疫反应性。研究人员识别出四种形态类型的感觉末梢，与之前为LS DRG描述的类型相似：在黏膜下/尿路上皮和逼尿肌中均存在简单型和复杂型。然而，它们的分布根本不同。大多数TL传入纤维（79%）终止于黏膜下/尿路上皮内，少数（21%）终止于逼尿肌。这种模式与LS神经支配相反，后者主要靶向逼尿肌（81%）。此外，几乎所有TL末梢（96%）都是肽能性的（CGRP⁺）。这种明显的解剖和神经化学分离表明，TL和LS脊髓传入群体在功能上具有特化性。研究人员提出，TL对黏膜下/尿路上皮的密集神经支配可能构成一个对化学刺激和炎症敏感的保护性监视系统，而LS对逼尿肌的主要神经支配可能专门用于检测膀胱充盈期间的机械拉伸。

论文解读

**研究背景：** 膀胱的感觉支配由两个解剖上不同的脊髓传入群体完成，它们分别起源于背根神经节（DRG）的胸腰段（TL，对应T12-L3）和腰骶段（LS，对应L5-S1）。此前，研究人员已系统表征了来自LS DRG的感觉末梢的形态和分布，发现这些末梢主要分布在逼尿肌（占81%），包括简单型、分支型和复杂型三种形态类型。然而，TL DRG来源的感觉末梢的形态、分布及神经化学特征仍不清楚，这限制了对其功能特化的理解。因此，本研究旨在通过顺行神经示踪技术识别并表征小鼠膀胱中来源于TL DRG的感觉末梢，并与先前LS DRG的发现进行比较，以揭示两群传入纤维的功能差异。

**研究方法与结论：** 研究人员采用顺行神经示踪技术，向C57BL/6小鼠（<60日龄）的T12-L3 DRG双侧注射生物素化葡聚糖（dextran biotin），恢复7-9天后制备膀胱铺片，通过荧光免疫染色显示脊髓传入轴突及其降钙素基因相关肽（CGRP）免疫反应性，并使用显微镜成像和形态学分类方法分析末梢类型、分布和肽能性质。研究得出结论：TL DRG来源的感觉末梢包含四种形态类型（简单型和复杂型，分别位于黏膜下/尿路上皮和逼尿肌），但其分布与LS DRG截然相反——大多数TL传入纤维（79%）终止于黏膜下/尿路上皮，仅21%分布于逼尿肌；且几乎所有TL末梢（96%）为肽能性（CGRP⁺）。这种显著的解剖和神经化学分离表明，TL和LS脊髓传入群体在功能上具有特化性：TL可能构成对化学刺激和炎症敏感的保护性监视系统，而LS则专门检测膀胱充盈期间的机械拉伸。该论文发表在《Cell and Tissue Research》。

**主要关键的技术方法：** 本研究采用顺行神经示踪（anterograde neuronal tracing），向小鼠（C57BL/6品系）T12-L3 DRG双侧注射生物素化葡聚糖；通过荧光免疫组织化学检测降钙素基因相关肽（CGRP）免疫反应性；结合共聚焦显微镜成像和形态学分类方法分析末梢类型与分布。所有动物实验经弗林德斯大学动物伦理委员会批准。

**研究结果：**
**简单型末梢在黏膜下/尿路上皮**：研究人员在7/8只小鼠的黏膜下/尿路上皮层识别出12个简单型末梢（占所有末梢的50%），这些末梢由单根轴突组成，在尿路上皮细胞附近分支极少，轴突上存在曲张体（varicosities），末梢无特化结构，所有简单型末梢均呈现CGRP免疫反应性（肽能性）。
**复杂型末梢在黏膜下/尿路上皮**：在该层识别出7个复杂型末梢，表现为多根分支轴突伴有短曲张侧支；除一例外，所有复杂型末梢均为CGRP⁺（即肽能性），非肽能性复杂型末梢的CGRP免疫反应呈阴性。
**简单型末梢在逼尿肌**：在4只小鼠的逼尿肌中识别出4个简单型末梢（占逼尿肌末梢的80%），所有末梢均为CGRP⁺。
**复杂型末梢在逼尿肌**：仅发现1个复杂型末梢，亦为CGRP⁺。
所有末梢的轴突直径和曲张体尺寸在不同类型和层次间无显著差异。值得注意的是，在TL DRG来源的逼尿肌末梢中未发现分支型末梢，这与LS DRG中分支型末梢占12%的结果形成对比。总体而言，TL传入纤维在黏膜下/尿路上皮的标记效率（平均每只动物2.4个末梢）远高于逼尿肌（0.6个末梢），而LS传入纤维的分布则相反（黏膜下/尿路上皮1.0个，逼尿肌4.2个）。

**讨论与结论：**
讨论部分指出，TL与LS DRG来源的感觉末梢虽形态相似，但分布偏好截然不同：TL主要支配黏膜下/尿路上皮（79%），LS主要支配逼尿肌（81%）。此外，TL末梢中肽能性比例（96%）高于LS（87%），这与转录组学数据一致，表明LS膀胱传入纤维中更多类型低表达或不表达Calca（编码CGRP的基因）。研究中未发现分支型末梢，可能源于TL DRG标记效率较低或技术限制。研究人员将形态类型与功能类型相联系：此前电生理研究在小鼠腰内脏神经通路中识别出三类机械敏感传入纤维，在盆神经通路中识别出四类；豚鼠膀胱黏膜传入纤维对黏膜精细机械压迫有反应，但对膀胱拉伸无反应。因此，本研究中黏膜下/尿路上皮的简单型和复杂型末梢可能分别对应功能上不同的黏膜传入纤维（如拉伸敏感型肌-黏膜机械感受器和拉伸不敏感型黏膜高反应传入纤维）。尽管尿路上皮细胞已知可转导多种刺激，但其与感觉末梢的通讯机制尚不明确，且很可能不依赖传统钙依赖突触传递。
**结论：** 尽管来自胸腰段（T12–L3）和腰骶段DRG的脊髓传入神经元在膀胱中形成形态相似的感觉末梢类型，但它们表现出深刻且独特的神经支配偏好。大多数胸腰段传入纤维是肽能性的，靶向黏膜下/尿路上皮，而腰骶段传入纤维主要支配逼尿肌。这种解剖分离，加上胸腰段-逼尿肌通路中缺乏分支型末梢，强烈表明这两个脊髓传入群体在功能上具有特化性，分别检测和传递来自膀胱的不同类别感觉信息。