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)系提供機制上的新認識。

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胞（adrenergic chromaffin cells，即釋放腎上腺素的嗜鉻細胞）被認為起源自一種常見的位于背主動脈附近的交感腎上腺細胞譜系，在那里，這些細胞沿著背腹側(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，來自瑞典、俄羅斯、奧地利、法國和美國的研究人員在一項新的研究中，研究了嗜鉻細胞的細胞類型起源，成交感神經(jīng)細胞（sympathoblasts）和嗜鉻細胞的譜系分離，促進前體細胞產(chǎn)生嗜鉻細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)中的嗜鉻細胞是由被稱作施旺細胞前體細胞（Schwann cell precursors）的外周神經(jīng)膠質(zhì)干細胞（peripheral glia stem cells）產(chǎn)生的。遺傳細胞譜系追蹤揭示出大多數(shù)嗜鉻細胞起源自施旺細胞前體細胞，而且與此相一致的是，對施旺細胞前體細胞進行基因剔除會導(dǎo)致嗜鉻細胞顯著缺失。鑒于施旺細胞前體細胞在節(jié)前神經(jīng)（preganglionic nerve）的表面上遷移，對節(jié)前神經(jīng)進行基因剔除也會導(dǎo)致嗜鉻細胞顯著下降，而且對不能夠分化為嗜鉻細胞的細胞進行命運追蹤揭示出神經(jīng)膠質(zhì)細胞在腎上腺髓質(zhì)區(qū)域中堆積。

進一步的實驗揭示出交感神經(jīng)細胞譜系和腎上腺能細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胞前體細胞。 因此，絕大多數(shù)嗜鉻細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胞前體細胞。出乎意料的是，單細胞RNA測序揭示出一種復(fù)雜的在施旺細胞前體細胞分化為嗜鉻細胞期間發(fā)生的基因調(diào)節(jié)機制，通過這種機制，施旺細胞前體細胞激活一種短暫的中間細胞狀態(tài)所獨有的一種基因表達程序。隨后，這種基因程序和嗜鉻細胞基因網(wǎng)絡(luò)抑制神經(jīng)膠質(zhì)細胞基因程序，促進細胞獲得嗜鉻細胞身份。

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)中的嗜鉻細胞的一種新的細胞起源。腎上腺素能腎上腺髓質(zhì)（adrenergic medulla）是由神經(jīng)嵴細胞和施旺細胞前體細胞形成的，在嚙齒類動物中，主要是由施旺細胞前體細胞形成的。施旺細胞前體細胞是嗜鉻細胞的一種新的細胞起源突出表明作為一種干細胞微環(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胞類型的分化機制也可能有助于我們對神經(jīng)母細胞瘤和嗜鉻細胞瘤的了解，這是因為這些腫瘤經(jīng)常起源自腎上腺區(qū)域。

原標題：Science：重磅！揭示腎上腺素能嗜鉻細胞的一種新的細胞起源