小鼠巴林顿核 Bar-Penk 神经元揭示下尿路功能性别差异性调控机制

《Nature Communications》：“Descending Enkephalinergic neurons in Barrington’s nucleus gate sex-biased control of micturition”

　　

摘要

巴林顿核（Barrington’s nucleus，简称Bar）是脑干中的一个重要中枢，对下尿路（Lower Urinary Tract，LUT）的功能起着关键作用，但其神经元亚型的分子特性和功能特异性目前仍不明确。在本研究中，我们构建了小鼠巴林顿核的单核转录图谱，并鉴定出一个表达兴奋性蛋白Penk的神经元群体（Bar-Penk），该群体对下尿路的调控至关重要。当外尿道括约肌（External Urethral Sphincter，EUS）松弛时，Bar-Penk神经元会选择性活跃；光遗传学激活这些神经元可以实现对EUS活动的定时抑制。化学遗传学方法激活这些神经元会引发性别特异性的排尿异常模式，而对其进行靶向消除则会损害小鼠对雌性刺激的自主标记行为。我们发现多个与内脏运动调节和行为状态控制相关的脑区投射到Bar-Penk神经元上，这表明它们在整合内部状态和环境信息以驱动尿液排出过程中发挥着重要作用。这些发现为理解调控反射性和自主性排尿的脑干回路提供了新见解，并揭示了不同神经元亚型如何参与下尿路功能的性别差异性调控。