《Nature Communications》：Miniature endoscope for high resolution electrophysiological recordings from the colon of live mice
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本研究针对神经胃肠病学领域缺乏非手术式在体电活动监测技术的瓶颈，开发了搭载128个氧化铱传感器的微型内窥镜，实现了活体小鼠结肠黏膜表面高分辨率腔内电生理记录。研究发现胆碱酯酶抑制剂多奈哌齐和抗胆碱药阿托品可调控胆碱能神经传递，苯扎氯铵和河豚毒素(TTX)证实了肠神经系统(ENS)对平滑肌动作电位时空模式的调控。该技术为遗传修饰/疾病小鼠模型的胃肠电活动功能研究提供了创新平台。
在神经胃肠病学（Neurogastroenterology）研究领域，科学家们长期面临着一个技术困境：如何在不进行外科手术的情况下，精确捕捉胃肠道内电活动的时空动态变化。这种电活动协调着消化道的蠕动、分泌和吸收功能，其异常与多种胃肠疾病密切相关。传统研究方法往往需要侵入性操作，这可能会干扰正常的生理过程，使得在真实生理状态下观察胃肠道电活动模式变得困难重重。特别是在小鼠模型中，由于器官尺寸微小，技术限制更为突出，这阻碍了我们对肠道神经系统（Enteric Nervous System, ENS）功能机制的深入探索。
为了突破这一技术壁垒，研究团队在《Nature Communications》上报道了一项创新成果——开发出专用于活体小鼠结肠的高分辨率微型内窥镜记录系统。该设备集成了128个氧化铱（Iridium Oxide）记录传感器，能够以非侵入方式对麻醉小鼠末端大肠黏膜表面进行腔内电生理记录，首次实现了在体条件下对结肠电活动时空模式的高精度解析。
关键技术方法包括：微型内窥镜探头设计与制造（128通道氧化铱传感器阵列）、活体小鼠结肠腔内电生理记录技术、离体验证实验体系，以及药理学干预方法（使用多奈哌齐、阿托品、苯扎氯铵和河豚毒素等工具药）。
时空模式解析
通过新型内窥镜记录发现，结肠平滑肌动作电位放电呈现出复杂的时空组织模式。这些模式在毫秒级时间尺度和微米级空间尺度上表现出高度协调性，揭示了肠道运动调控的基础电生理机制。
胆碱能调控验证
药理学实验表明，胆碱酯酶抑制剂多奈哌齐（增强胆碱能传导）可显著改变动作电位模式，而抗胆碱药阿托品则产生抑制作用，证实了胆碱能神经传递在结肠电活动模式调控中的关键作用。
肠神经系统依赖性
使用苯扎氯铵（已知破坏ENS功能）处理后，自发动作电位模式完全消失。离体实验中，河豚毒素（TTX）阻断神经元活动同样改变了动作电位模式，双重验证了ENS对结肠电活动模式生成的必要性。
技术验证与应用前景
该研究不仅开发了一种创新技术平台，还通过系列实验证明了其在解析胃肠电生理机制方面的可靠性。这种微型内窥镜技术为遗传修饰小鼠模型和疾病模型中的胃肠功能研究提供了强大工具，特别适用于药物筛选和高通量研究场景。
这项研究的结论部分强调，新开发的微型内窥镜技术成功克服了传统方法的局限性，首次实现了活体条件下结肠电活动的高分辨率映射。研究不仅揭示了ENS协调的结肠平滑肌动作电位时空模式特征，还通过药理学干预明确了胆碱能神经传递的关键调控作用。该技术平台为胃肠疾病机制研究、药物发现提供了革命性的研究手段，有望显著推动神经胃肠病学领域的发展。特别值得注意的是，这种非侵入性方法最大限度地保持了组织的生理状态，为在真实生理条件下研究胃肠功能创造了前所未有的条件。
