“第二大脑”腹部大脑结构的神秘面纱
肠道壁柱状神经细胞
科学家在对嵌入到肠道中并控制肠道功能的神经细胞组织的理解上取得了重要的进步，该发现能够使人们更加了解常见胃肠道疾病的起源，包括肠易激综合症和慢性便秘。
这项发表在《Science》上的研究（点击左下角阅读原文）揭示出肠道神经系统（在肠道壁内包含5亿神经细胞和其他支持细胞的混杂网络）在小鼠发育过程中的形成方式。该研究由弗朗西斯·克里克研究所（FrancisCrickInstitute）主导，比利时卢汶大学、美国斯坦福大学、荷兰胡布勒支研究所，以及Quadram生物科学研究所共同研究。该研究由弗朗西斯·克里克研究所、英国医学研究理事会、英国生物技术与生物科学研究委员会共同资助。
肠道神经系统因其大量的神经元和复杂的连接性常常被人们称为第二大脑，它在维持肠道健康方面扮演着至关重要的角色。因此，理解这些神经元的组织方式能够帮助科学家们找到常见胃肠道疾病的治疗方法。
弗朗西斯·克里克研究所的学术带头人VassilisPachnis说：“肠道壁中含有很多种类的神经细胞，它们随机地分布。虽然看上去很混乱，但是肠道的神经网络却负责一些组织良好、模式固定的胃肠道功能，比如分泌胃酸、肠道运动、与免疫细胞和细菌通信，向大脑中继传递信息。我们想要弄清楚，这种庞大且混杂的系统是如何运作的。”
在发育过程中，一种独特的动态细胞种群（祖细胞）会分裂，形成自己的副本，它们之后会产生很多其他种类的细胞。通过基因工具，研究团队使用独特的颜色为肠道神经系统的祖细胞进行标记，并在小鼠发育至成年的过程中对祖细胞的后代进行追踪。通过检测单个祖细胞生成的细胞种类，研究团队弄清楚了祖细胞的特性。
他们发现，一些祖细胞只形成神经细胞，还有的只形成名为神经胶质的支持细胞，还有的会生成这两种细胞。来自相同祖细胞的神经元和神经胶质彼此保持着紧密的联系，形成相对稳定的细胞群。来自不同但是相邻祖细胞的细胞群会像维恩图那样重叠，可以被看作是肠道的表面。有趣的是，这种紧密的关系由单一祖细胞的后代维持，它们穿过肠道壁的所有层，因此形成重叠的细胞柱。
该研究的第一作者ReenaLasrado说：“我们发现了一系列控制‘第二大脑’组织原理的规则，不仅仅是通过单一的肠道层，而是通过肠道壁的三维空间。”
图像来源：Science
研究团队还研究了肠道神经系统这种复杂的结构是否对于肠道中神经细胞的活动也有影响。
Vassilis说：“通过对肠道神经系统进行精确的电刺激，我们发现，相同祖细胞生成的神经细胞会同步地进行反应。这表明，哺乳动物肠道神经系统细胞之间的发展关系是肠道功能神经调节的基础。既然我们已经更好地理解了肠道神经系统的建立和工作方式，我们就能够开始探索，当该系统出现错误时（在胚胎发育或者生命早期的关键阶段）会发生什么事情。也许用于建立肠道神经网络的蓝图中的错误是常见胃肠道疾病的基础。”
