综述：新兴之星：感觉神经系统的分子与功能多样性

感觉神经元在颈神经节（NG）和脊神经节（DRG）中呈现显著的分子多样性和功能分化，调控内脏感知及疾病机制。研究揭示NG和DRG神经元在胚胎起源、解剖分布及痛觉亚型组成上存在本质差异，其特异性受体和信号通路决定了对不同内脏器官（心脏、肺、脾脏等）的靶向调控。当前分类主要依赖转录组学，需进一步明确分子亚型与功能特性的对应关系，并开展跨物种比较研究

倪新波|曾文文

清华大学免疫学研究所与基础医学科学学院，以及清华-北京生命科学中心，北京100084，中国

摘要

曾文文博士在清华大学免疫学研究所与基础医学科学学院担任教授。她获得了清华大学的学士学位和德克萨斯大学西南医学中心的博士学位。曾文文实验室致力于研究能量平衡背后的脑-体相互作用及相关疾病，以更好地理解基本的生物过程并为治疗干预提供依据。本文简要概述了存在于结状神经节和背根神经节中的多种感觉神经元。通过综合最新研究成果，我们阐明了这种多样性如何构成内脏感觉的神经基础，并对其在健康和疾病中的共同作用提供了见解。

引言

感觉神经系统是生物体感知内部和外部环境变化的重要基础。它负责通过遍布全身的感觉神经元检测、传递和处理各种机械、热、化学和有害刺激[1]。这些感觉信息使我们能够感知触觉、疼痛、温度和身体位置，并对潜在的有害刺激发出早期预警信号。感觉神经系统的精确调节对于维持身体稳态至关重要。其功能障碍可能导致慢性疼痛、感觉异常和内脏功能障碍等一系列疾病[2]。在这篇简短的综述中，我们将重点关注存在于结状神经节（NG）和背根神经节（DRG）中的感觉神经元的分子和功能多样性，探讨它们独特的特性如何支持对内脏刺激的特异性感知，并讨论它们在健康和疾病中的作用。

感觉神经节的解剖结构

在外周感觉神经系统中，结状神经节（NG）和背根神经节（DRG）作为两个主要的感觉神经元簇，在解剖位置、胚胎起源和功能特性方面存在显著差异。

结状神经节（NG，图1A）是迷走神经的下部神经节，位于颈静脉孔下方，起源于鳃弓板[3]。小鼠的结状神经节是一个相对较小的双侧结构，每侧大约含有6,000个假单极感觉神经元[4]。

感觉神经元的分子多样性

感觉神经元的深刻异质性长期以来一直是解读其调控机制的障碍。早期的描述性分类未能系统地将神经元解剖结构与特定的反应特性和生理功能联系起来。随着单细胞转录组学等高通量技术的快速发展，科学家们已经能够全面表征感觉神经节的分子多样性。

结状神经节

Kupari等人[13]、Bai等人[14]和Zhao等人[15]的研究共同表明，小鼠的结状神经节并不是一个均匀的内脏感觉簇，而是一个高度异质的转录亚型镶嵌体。重要的是，“簇”的数量取决于研究和分辨率：Kupari等人[13]生成了一个涵盖颈静脉和结状神经节谱系的scRNA-seq图谱，识别出约24种主要神经元类型；Bai等人[14]对NG神经元进行了分析。

背根神经节

通过现代转录组学方法，背根神经节（DRG）神经元的分类得到了精细化。传统的分类框架将神经元分为三类：富含髓鞘的大神经元（NF），用于机械感受和本体感觉；肽能（PEP）伤害感受器；以及非肽能（NP）伤害感受器。然而，最近的高分辨率测序显示每种类型内部存在广泛的转录异质性。

NG和DRG神经元之间的分子身份比较

除了胚胎起源和周围神经支配目标外，NG和DRG神经元在伤害感受器群体上也存在显著差异。其中一个主要区别在于这些伤害感受器谱系的组成：在啮齿动物中，DRG包含一个突出的非肽能（NP）伤害感受器谱系，这类感受器主要结合IB4受体，并表达Mrgprd蛋白，负责传递与机械性疼痛和瘙痒相关的信号。

感觉神经节在内脏器官中的功能多样性

感觉神经元的分子多样性直接决定了它们对不同器官系统的特异性调控能力。通过表达独特的受体库和信号分子，感觉神经元能够精确检测特定器官的刺激，并通过反射弧调节其生理功能。这种器官特异性神经支配的分子机制是维持身体稳态的基础，也是理解器官功能的关键。

心脏

心脏（图2A）由多种外部感觉神经元支配，这些神经元在监测和调节自主反射中起着关键作用。支配心脏的迷走神经感觉神经元（VSNs）的细胞体主要位于结状神经节（NG），它们在不同的心脏区域形成多样的末端形态[40]。例如，表达血管紧张素II 1a受体（Agtr1a）的VSNs终止于心房心外膜，形成“花喷”状末端。

肺

气道被密集的感觉传入纤维支配（图2B），这些纤维能够检测机械和化学信号以调节呼吸并启动保护性反射[50]。VSNs几乎支配整个呼吸系统，从传导气道到肺泡。相比之下，DRG传入纤维的分布较为有限，主要局限于较大的气道[51]。功能不同的感觉亚型在气道各部分显示出高度特异性的支配模式。

脾脏

脾脏在宿主防御中起着关键作用，特别是在调节体液免疫方面[61]。最近的三维成像显示，来自左侧T8–T13 DRG的CGRP和TRPV1表达伤害感受器不仅沿着脾脏血管网络分布，还优先定位在B细胞区域附近（图2D）。功能研究表明，这些向脾脏投射的伤害感受器的激活可以增强生发中心的反应并促进免疫反应。

胰腺

胰腺同时接受迷走神经和脊髓的感觉神经支配[65]（图2E）。迷走神经感觉纤维主要作用于胰腺岛，而来自T9–T13 DRG的脊髓感觉神经元则与交感神经纤维一起分布在腹腔神经和肠系膜神经中[66, 67]。功能上，迷走神经传入纤维主要作为化学感受器，而脊髓传入纤维主要对机械刺激敏感[68, 69]。在分子层面上，迷走神经感觉轴突的分布...

胃肠道

胃肠道（GI）在营养物质的消化和吸收、废物排泄以及饱腹信号传导中起着重要作用。为了维持全身生理稳态并指导适应性行为，感觉神经系统持续监测来自肠道的各种信号，包括摄入的营养物质、能量状态、炎症介质和消化动态[74]（图2F）。专门的感觉末梢已经进化出来以检测这些多样的信号。

肾脏

肾脏的感觉神经支配主要由来自T10–L2 DRG的脊髓传入纤维主导，迷走神经（结状神经节）的贡献相对较少且尚未完全明确（图2G）。肾脏发育过程中的解剖学研究表明，表达CGRP、SP、Trpv1和Piezo2的感觉纤维支配着发育中的肾脏[84]。与这种分子异质性一致，肾DRG神经元可以根据...

未来研究方向

尽管在感觉神经元的分子多样性研究方面取得了显著进展，但仍有许多挑战需要解决。首先，目前的神经元分类主要基于转录组数据，这些分子类型与功能特性之间的精确对应关系仍需进一步阐明。此外，不同物种之间感觉神经元类型的保守性和多样性也需要系统研究。

未引用的参考文献

9.

作者贡献声明

倪新波：撰写初稿。曾文文：撰写、审稿和编辑，提供指导。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

本研究得到了中国国家重点研发计划（2023YFC2306300）和中国国家自然科学基金（32225019、92357304、32394003和82260260）的支持。