小鼠脑-肾连接图谱的性别二态性
Sex-Dimorphic Kidney-Brain Connectivity Map of Mice
李栩琳1,2,3,4 • 周圆1,2,3,4 • 王枫1,2,3 • 王立平1,2,3
1深圳神经精神调控工程重点实验室，深港脑科学创新研究院，中国科学院深圳先进技术研究院，深圳 518055，中国
2中国科学院脑联结解析与调控重点实验室，脑认知与脑疾病研究所，中国科学院深圳先进技术研究院，深圳 518055，中国
3广东省脑连接图谱重点实验室，脑认知与脑疾病研究所，中国科学院深圳先进技术研究院，深圳 518055，中国
4中国科学院大学，北京101408，中国
第一作者：李栩琳
通讯作者：王立平、王枫
机体稳态是维持个体生存和完成各种生理过程的必要条件，通过复杂的反馈环路、调节系统和适应性反应的共同作用，将各种生理指标维持在一定的波动范围。其中，肾脏是维持机体稳态平衡的重要器官，是体内代谢废物排泄、血压稳定、水盐平衡、红细胞生成等的主要调节者，并参与骨代谢、心血管功能等多系统功能的调节。
肾脏功能主要受到三方面的调节：自身的球管反馈和管球反射作用、肾素-血管紧张素-醛固酮系统等体液循环调节、以及神经系统的监控作用。其中，肾脏受到交感神经和感受神经的密集支配，交感神经能够直接支配肾血管、球旁器、肾小管，直接调节肾血流速度、肾素分泌和钠离子重吸收；而感受神经主要支配肾盂，感受尿液体积并反馈至中枢。多种肾脏及心血管疾病，如急慢性肾衰、心梗等，均存在肾脏神经支配的变异，说明神经支配对于肾脏功能正常运作至关重要，并可能在肾脏及心血管疾病的发生发展中起关键作用。然而，目前对肾脏神经连接网络的认识尚不完整。
利用示踪染料和病毒工具，尽管以往研究已报道多个位于脑干和下丘脑的脑区，如下丘脑室旁核、外侧下丘脑、蓝斑核、延髓网状核、延髓头端腹外侧区等，与肾脏存在多级神经连接。然而，肾脏皮质和髓质结构组成和功能不尽相同，神经在其中调节的作用亦不相同，且肾脏的体积、位置，以及肾脏病的发病率和病程进展都存在显著的性别差异，目前尚缺乏综合考量上述因素的肾脏神经连接图谱。
本文利用跨多级逆行示踪伪狂犬病毒对分别对成年雌雄小鼠左右肾脏、肾脏皮髓质进行神经示踪，并对脑内34个被标记的脑区进行计数，示踪结果显示：1）雌雄小鼠支配肾脏的脑区集中在延髓、脑干和下丘脑，大体分区上支配肾脏的神经元数目未表现出雌雄差异；2）初级运动皮层和腹侧红核对肾脏支配具有对侧性；3）雌鼠外侧丘脑对肾脏支配的同侧性强于雄鼠；4）雄鼠肾脏的中枢神经支配存在皮髓质差异，而雌鼠没有。本文系统描绘出雌雄小鼠中枢支配肾脏的神经图谱，以期为肾脏神经调控研究提供结构依据。
图1 支配肾脏的中枢脑区分布。A 脑内支配左右肾的脑区在左右半球的分布以及在各脑区中神经元信号的共标情况。B 脑内支配左肾皮质和髓质的脑区在左右半球的分布以及在各脑区中神经元信号的共标情况。根据病毒标记神经元数目将全部脑区分为三类：平均计数 < 15；平均计数15～30；平均计数 >30。绿色代表支配左肾的神经元数目、红色代表右肾、黄色代表共标的神经元数目。
表1 脑区（图1）缩略词
关键词：肾脏神经支配；性别二态性；伪狂犬病毒；中枢神经系统；机体稳态
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https://link.springer.com/article/10.1007/s12264-024-01240-z
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