将体感传入神经回路与骨骼对应起来，可以识别骨折愈合所需的神经营养因子信号

《SCIENCE》：Mapping somatosensory afferent circuitry to bone identifies neurotrophic signals required for fracture healing

神经调控骨折修复

　　

编辑总结

支配骨骼的感觉神经元可以调节骨折后的愈合过程（即骨骼再生）。Xu等人使用单细胞转录组学技术，研究了小鼠尺骨应力性骨折前后支配骨骼的背根神经节（DRG）神经元的变化（详见Rosen和Gori的评论文章）。实验结果显示，骨折后DRG神经元表现出时间动态性的反应。此外，研究者发现感觉神经元释放的成纤维细胞生长因子9（FGF9）是损伤后骨骼再生过程中的主要神经调节因子。这些发现表明，利用支配骨骼的神经元激活的通路可能有助于加速骨折修复。——Mattia Maroso

结构化摘要

引言

骨折伴随的剧烈疼痛是由体感神经元介导的，这些神经元似乎也参与启动骨骼再生过程。初级体感神经元是一类多样的神经元，它们将关于外部环境和内部状态的信息传递给中枢神经系统，从而实现对包括疼痛在内的多种刺激的感知和反应。

研究背景

骨骼神经生物学领域的大部分研究都集中在理解骨骼痛觉通路上，但最近的研究表明，感觉神经元在骨骼形态发生过程中也具有促进骨骼形成的作用。然而，由于缺乏适合研究神经-骨骼相互作用的模型系统以及外周感觉神经元的广泛异质性，目前还难以明确这些骨骼形态发生和痛觉作用究竟是通过哪些不同的神经通路来实现的。

结果

为了研究介导骨骼痛觉和再生的神经解剖回路，我们通过逆向神经标记和单细胞转录组学技术，分析了小鼠长骨在实验性骨折前后支配这些神经的背根神经节（DRG）神经元的变化。其中，CGRP⁺和Aβ-Field LTMR神经元显示出最高的标记程度，这类神经元具有痛觉或机械感受功能。感觉神经元对损伤的反应所伴随的动态变化反映了骨骼修复的阶段性特征：在早期阶段，DRG神经元表现出疼痛感知和炎症反应的特征；而在后期阶段，则出现了更符合再生反应的转录组变化，包括促有丝分裂、促血管生成和促骨形成的信号，例如Tgfb1、Fgf9和Shh等形态发生因子的表达。我们采用手术或基因方法使骨折骨骼失去神经支配，发现这会导致间充质细胞增殖和骨分化功能障碍，从而影响骨骼修复。最后，通过多组织单细胞RNA测序和相互作用组分析，证实了由神经元产生的FGF9是骨折修复的关键调节因子，这一结论也得到了体内特定感觉神经元缺失实验的验证。

结论

总之，支配骨骼的体感神经元是一类具有痛觉和机械感受功能的神经元，它们能以时间动态的方式对骨骼损伤作出转录响应，并通过FGF9-FGFR信号通路正向调节骨折愈合过程。

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光学透明处理后的整体图像，显示了外周神经与骨折的尺骨之间的相互作用。

红色部分表示被βIII微管蛋白（TUBB3）标记的神经；绿色部分表示骨折部位的自身荧光。

摘要

骨折引起的疼痛是由体感神经元介导的，这些神经元似乎也是启动骨骼再生所必需的。为了研究介导骨骼痛觉和再生的神经解剖回路，我们利用单细胞转录组学技术分析了骨折前后支配小鼠骨骼的背根神经节（DRG）神经元。CGRP⁺和Aβ-Field LTMR神经元是其中最主要的神经元类型。感觉神经元对损伤的反应所伴随的动态变化反映了骨骼修复的阶段性特征，包括Tgfb1、Fgf9和Shh等形态发生因子的表达。神经支配的丧失会导致骨骼修复能力下降，并与间充质细胞增殖和骨分化功能障碍相关。最后，我们发现成纤维细胞生长因子9（FGF9）是骨折修复的主要调节因子，可以利用它来促进骨骼修复。