《Journal of Comparative Neurology》:RVLM C1 Neurons Innervate Sacral as well as Thoracolumbar Autonomic Preganglionic Neurons in the Rat
编辑推荐:
本文综述了延髓腹外侧区(RVLM)C1肾上腺素能神经元向脊髓交感节前神经元(SPN)及骶段副交感节前神经元(PPN)的投射分布。通过免疫组化与病毒追踪技术,研究首次详细绘制了C1神经元轴突在脊髓全长的分布图谱,并证实其不仅支配心血管相关SPN,还密集投射至调控排尿反射的骶段PPN及Onuf核体运动神经元,为理解C1神经元在自主神经整合及非心血管功能(如排尿调控)中的作用提供了新的解剖学证据。
引言
中枢神经系统中表达儿茶酚胺合成酶的神经元分布最早于20世纪70年代被描述。延髓内存在三个独特的儿茶酚胺能细胞群(C1、C2、C3),它们均表达合成肾上腺素所需的全套酶系,可通过表达苯乙醇胺N-甲基转移酶(PNMT)明确鉴定。其中,C1神经元位于延髓腹侧,其轴突投射至脊髓,对交感节前神经元(SPN)提供单突触支配,是调控交感血管运动活性的关键节点。近年研究发现,C1神经元功能远超心血管调控,还参与睡眠-觉醒、应激反应及血糖稳态等过程。
方法与材料
研究采用成年雄性Sprague Dawley大鼠,通过向RVLM微量注射PRSx8启动子驱动的绿色荧光蛋白(GFP)慢病毒,特异性标记C1神经元。利用免疫组织化学双标或三标技术,结合逆行追踪剂霍乱毒素B亚基(CTB)注射至不同自主神经节(如颈上神经节SCG、腹腔神经节CG、肾上腺髓质AM、盆神经节MPG),系统分析PNMT免疫反应阳性轴突及C1来源的GFP标记轴突在脊髓各节段的分布及其与SPN、PPN的突触联系。实验流程均符合动物伦理规范。
结果
PNMT免疫反应阳性轴突在脊髓的分布
PNMT阳性轴突广泛分布于大鼠脊髓胸段、腰段及骶段,在中间外侧柱(IML)、中间内侧核(ICN)及中央自主区(CAA)形成密集丛。这些轴突呈现串珠状形态,与大多数SPN发生紧密对置。研究首次发现,在骶段脊髓(传统交感节前神经元分布区尾侧),PNMT阳性轴突同样与从MPG逆行标记的PPN形成密切接触。
C1神经元对骶段副交感节前神经元的支配
通过病毒追踪证实,RVLM C1神经元的轴突可投射至骶段脊髓,并与参与排尿反射的PPN形成紧密连接。在排尿反射激活的PPN(通过Fos表达标记)上,均观察到GFP标记的C1轴突终末的密切对置,提示C1神经元可能直接调控排尿功能。
肾上腺素能输入对躯体运动神经元的支配
研究意外发现,少量PNMT阳性轴突可分布至腹角,包括骶段Onuf核(支配尿道外括约肌的躯体运动神经元核团)。C1来源的GFP阳性轴突与Onuf核内胆碱乙酰转移酶(ChAT)阳性的运动神经元形成突触联系,暗示C1神经元可能协调自主神经与躯体运动功能。
讨论
本研究详细描绘了脊髓肾上腺素能输入的分布图谱,明确C1神经元不仅支配各级SPN,还广泛投射至骶段PPN及部分躯体运动神经元。这从解剖学上证实C1神经元的功能远超传统认知的心血管调控,可能整合多种自主神经及躯体运动功能,尤其在排尿反射的神经环路中扮演重要角色。该发现为理解某些神经系统疾病(如帕金森病)中常见的自主神经功能障碍(如膀胱控制异常)提供了新的视角。