一份“前所未有的”背根神经节细胞图谱揭示新型感觉神经元

我们的感觉主要来源于多种外周感觉神经元，其胞体位于背根神经节（DRG）。DRG神经元的损伤或功能障碍是慢性疼痛和感觉丧失的主要原因。

在小鼠模型中，深度的单细胞转录组分析为了解DRG的功能提供了重要线索，但在人类中，DRG神经元的细胞和分子图谱仍知之甚少。

近日，多个研究团队联合绘制出一份“前所未有的”背根神经节细胞图谱，详细描述了数种新型感觉神经元，并为疼痛治疗提供了潜在的分子和细胞靶点。

这篇题为“A Reference Atlas of the Human Dorsal Root Ganglion”的论文以预印本形式发表在bioRxiv平台上。

共同通讯作者、德克萨斯大学达拉斯分校的Theodore Price教授指出，在寻找慢性疼痛的治疗靶点时，背根神经节是理想的研究样本，同时有助于了解神经系统如何处理触觉、温度及其他体感信号。

不过，由于位置特殊，背根神经节很难获取。研究人员也无法订购所需的样本，只能通过不同方式从各类人群处收集捐赠的样本，但质量参差不齐。“存在诸多不确定性，” Price坦言。

为了构建新图谱，Price实验室及其他研究团队历时两年，通过手术、尸检及死后器官捐赠等手段收集背根神经节样本。最终，他们收集了126名参与者（从婴儿到90岁）的53,000多个神经元和近50万个非神经元细胞。

加州大学伯克利分校的Diana Bautista教授评价道：“这是一项具有里程碑意义的研究，其样本规模和数量远超以往，为了解人类感觉神经元的运作机制提供了极其全面的视角。” 她未参与此项研究。

研究人员根据RNA表达特征鉴定出22种感觉神经元和10种非神经元细胞类型。其中10种感觉神经元此前未在人类中发现，它们参与感知疼痛、温度、触觉和身体位置。

“对感觉生物学家而言，发现新型的感觉神经元就像化学家发现新元素一样，”德克萨斯大学西南医学中心的助理教授Allan-Hermann Pool指出。他本人未参与此项目。

尽管各个实验室采用的测序方法在捕获细胞比例和测序深度上存在着差异，但最终得出的细胞类型数量却完全一致。这表明研究人员勾勒出一幅相当可靠的图像。

Bautista指出，科学家们可借助该图谱探究“我们是否真正了解人类躯体感觉系统是如何组成的”，例如人类与小鼠及其他模式生物是否具有相同的细胞类型。

这份资源还揭示了人类疼痛处理过程中涉及到的细胞与分子，通过与小鼠相关机制对比，既能鉴定“合理”靶点用于疼痛疗法开发，也能解释之前的疗法为何未能成功转化。

此外，捐赠者的多样性还便于人们研究性别和年龄的差异。研究团队报告称，多数神经元亚型的比例在不同性别及不同年龄段之间具有相似性。

共同通讯作者、哈佛医学院神经学副教授William Renthal称：“捐赠者数量越多，可分析的特征就越多。这份图谱的捐赠者数量几乎是以往的四倍，这让我们更有信心识别相似点与差异点。”

研究人员还试图统一感觉神经元的命名体系。Renthal指出，现有文献在这方面“相当混乱”。部分研究者依据细胞功能（如低阈值机械感受器）、传导速度（如慢速无髓鞘C类神经纤维）或肽类释放特性（如肽能伤害感受器）进行命名。

这份图谱引入了更精细的命名体系，包含纤维类型、神经元表达的关键基因及功能信息，例如“A-Propr.HAPLN4”即指表达HAPLN4基因的A类纤维本体感觉神经元。

“最终我们统一了术语体系，这不仅适用于人类DRG细胞类型，还能实现跨物种比较，”Lewis谈道。“这项工作意义重大，确实推动了该领域的发展。”