腎上腺影響著許多過程，如應(yīng)激反應(yīng)和代謝。循環(huán)腎上腺素能夠在體內(nèi)產(chǎn)生深刻的影響，它的水平依賴于日常生活期間維持器官和身體平衡的需求發(fā)生變化。在比較極端的戰(zhàn)斗或逃跑反應(yīng)中，腎上腺素飆升，對器官和組織施加影響，包括增加的心率和血糖水平、將氧氣和葡萄糖重新引導(dǎo)到四肢肌肉中。位于腎上腺髓質(zhì)的嗜鉻細(xì)胞（chromaffin cell）構(gòu)成自主神經(jīng)系統(tǒng)的主要激素組分，是釋放到血液循環(huán)中的兒茶酚胺類激素（包括腎上腺素）的主要來源。理解腎上腺髓質(zhì)的細(xì)胞起源和在發(fā)育期間腎上腺髓質(zhì)形成的生物學(xué)過程為自主神經(jīng)系統(tǒng)中的嗜鉻細(xì)胞如何形成及其與自主神經(jīng)系統(tǒng)中的其余部分之間的關(guān)系提供機(jī)制上的新認(rèn)識。

圖片來自Science, doi:10.1126/science.aal3753

腎上腺髓質(zhì)中的腎上腺素能嗜鉻細(xì)胞（adrenergic chromaffin cells，即釋放腎上腺素的嗜鉻細(xì)胞）被認(rèn)為起源自一種常見的位于背主動脈附近的交感腎上腺細(xì)胞譜系，在那里，這些細(xì)胞沿著背腹側(cè)方向分割開，分別形成交感神經(jīng)鏈和腎上腺髓質(zhì)。為了重新考慮這種觀點(diǎn)，來自瑞典、俄羅斯、奧地利、法國和美國的研究人員在一項(xiàng)新的研究中，研究了嗜鉻細(xì)胞的細(xì)胞類型起源，成交感神經(jīng)細(xì)胞（sympathoblasts）和嗜鉻細(xì)胞的譜系分離，促進(jìn)前體細(xì)胞產(chǎn)生嗜鉻細(xì)胞的基因程序和形成腎上腺髓質(zhì)的增殖動力學(xué)。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2017年7月7日的Science期刊上，論文標(biāo)題為“Multipotent peripheral glial cells generate neuroendocrine cells of the adrenal medulla”。

這些研究人員發(fā)現(xiàn)腎上腺髓質(zhì)中的嗜鉻細(xì)胞是由被稱作施旺細(xì)胞前體細(xì)胞（Schwann cell precursors）的外周神經(jīng)膠質(zhì)干細(xì)胞（peripheral glia stem cells）產(chǎn)生的。遺傳細(xì)胞譜系追蹤揭示出大多數(shù)嗜鉻細(xì)胞起源自施旺細(xì)胞前體細(xì)胞，而且與此相一致的是，對施旺細(xì)胞前體細(xì)胞進(jìn)行基因剔除會導(dǎo)致嗜鉻細(xì)胞顯著缺失。鑒于施旺細(xì)胞前體細(xì)胞在節(jié)前神經(jīng)（preganglionic nerve）的表面上遷移，對節(jié)前神經(jīng)進(jìn)行基因剔除也會導(dǎo)致嗜鉻細(xì)胞顯著下降，而且對不能夠分化為嗜鉻細(xì)胞的細(xì)胞進(jìn)行命運(yùn)追蹤揭示出神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞在腎上腺髓質(zhì)區(qū)域中堆積。

進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)揭示出交感神經(jīng)細(xì)胞譜系和腎上腺能細(xì)胞譜系令人意外地在胚胎發(fā)育的早期階段分割開。腎上腺髓質(zhì)的胚胎發(fā)育依賴于招募許多具有有限增殖能力的施旺細(xì)胞前體細(xì)胞。 因此，絕大多數(shù)嗜鉻細(xì)胞起源自在支配腎上腺髓質(zhì)的節(jié)前神經(jīng)表面上遷移的施旺細(xì)胞前體細(xì)胞。出乎意料的是，單細(xì)胞RNA測序揭示出一種復(fù)雜的在施旺細(xì)胞前體細(xì)胞分化為嗜鉻細(xì)胞期間發(fā)生的基因調(diào)節(jié)機(jī)制，通過這種機(jī)制，施旺細(xì)胞前體細(xì)胞激活一種短暫的中間細(xì)胞狀態(tài)所獨(dú)有的一種基因表達(dá)程序。隨后，這種基因程序和嗜鉻細(xì)胞基因網(wǎng)絡(luò)抑制神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞基因程序，促進(jìn)細(xì)胞獲得嗜鉻細(xì)胞身份。

通過重新考慮腎上腺素能交感系統(tǒng)（adrenergic sympathetic system）發(fā)育，這些研究人員發(fā)現(xiàn)腎上腺髓質(zhì)中的嗜鉻細(xì)胞的一種新的細(xì)胞起源。腎上腺素能腎上腺髓質(zhì)（adrenergic medulla）是由神經(jīng)嵴細(xì)胞和施旺細(xì)胞前體細(xì)胞形成的，在嚙齒類動物中，主要是由施旺細(xì)胞前體細(xì)胞形成的。施旺細(xì)胞前體細(xì)胞是嗜鉻細(xì)胞的一種新的細(xì)胞起源突出表明作為一種干細(xì)胞微環(huán)境的外周神經(jīng)和對神經(jīng)內(nèi)分泌發(fā)育必不可少的前體細(xì)胞的遷移途徑的重要性。

這些結(jié)果和經(jīng)過一種短暫的中間細(xì)胞類型的分化機(jī)制也可能有助于我們對神經(jīng)母細(xì)胞瘤和嗜鉻細(xì)胞瘤的了解，這是因?yàn)檫@些腫瘤經(jīng)常起源自腎上腺區(qū)域。

原標(biāo)題：Science：重磅！揭示腎上腺素能嗜鉻細(xì)胞的一種新的細(xì)胞起源