Nat：迷走神经内感受系统的多维编码架构 肺心胃肠免疫

顾汉现

Nature：迷走神经内感受系统的多维编码架构

感知身体的内部状态是一个重要的生命保障过程，它可以维持生理平衡，提供动力驱动并塑造我们的思想和情绪。作为内部感受的关键体脑轴，结节和颈静脉神经节中的 迷走神经VSN 将来自呼吸系统、心血管系统、胃肠道、内分泌系统和免疫系统的内脏器官的大量信号传递到脑干。通过 迷走神经VSN 传达的信号在大脑中被精确区分，以产生高度特异性的反应。本文是肺、心、胃肠道、内分泌系统、免疫系统等内脏信号感知传递神经关联的基础医学研究论文。
(Baidu EnglishTranslation: )
Nature: multidimensional coding architecture of vagal sensory system
Perceiving the internal state of the body is an important life support process. It can maintain physiological balance, provide power drive and shape our thoughts and emotions. As the key body axis of internal perception, the vagus nerve VSN in the nodule and jugular ganglion transmits a large number of signals from the internal organs of the respiratory system, cardiovascular system, gastrointestinal tract, endocrine system and immune system to the brain stem. The signals transmitted through the vagal VSN are accurately distinguished in the brain to produce a highly specific response. This paper is a basic medical research paper on the neural correlation of visceral signal perception and transmission, such as lung, heart, gastrointestinal tract, endocrine system and immune system.
(バイドゥ日本語訳: )
Nature:迷走神経内感受システムの多次元符号化アーキテクチャ
体の内部状態を感知することは重要な生命保障過程であり、生理的なバランスを維持し、動力駆動を提供し、私たちの思想と情緒を形作ることができる。内部感受性の重要な脳軸として、結節と頸静脈神経節における迷走神経VSNは、呼吸系、心血管系、胃腸管、内分泌系、免疫系の内臓器官からの大量の信号を脳幹に伝達する。迷走神経VSNによって伝達される信号は脳で正確に区別され、高度に特異的な反応を生じる。本文は肺、心、胃腸道、内分泌系、免疫系などの内臓信号感知伝達神経関連の基礎医学研究論文である。

领研网

2022/04/11

论文
论文标题：A multidimensional coding architecture of the vagal interoceptive system
作者：Qiancheng Zhao, Chuyue D. Yu, Rui Wang, Qian J. Xu, Rafael Dai Pra, Le Zhang & Rui B. Chang
期刊：Nature
发表时间：2022/03/16
数字识别码：10.1038/s41586-022-04515-5
摘要：Interoception, the ability to timely and precisely sense changes inside the body, is critical for survival1,2,3,4. Vagal sensory neurons (VSNs) form an important body-to-brain connection, navigating visceral organs along the rostral–caudal axis of the body and crossing the surface–lumen axis of organs into appropriate tissue layers5,6. The brain can discriminate numerous body signals through VSNs, but the underlying coding strategy remains poorly understood. Here we show that VSNs code visceral organ, tissue layer and stimulus modality—three key features of an interoceptive signal—in different dimensions. Large-scale single-cell profiling of VSNs from seven major organs in mice using multiplexed projection barcodes reveals a ‘visceral organ’ dimension composed of differentially expressed gene modules that code organs along the body’s rostral–caudal axis. We discover another ‘tissue layer’ dimension with gene modules that code the locations of VSN endings along the surface–lumen axis of organs. Using calcium-imaging-guided spatial transcriptomics, we show that VSNs are organized into functional units to sense similar stimuli across organs and tissue layers; this constitutes a third ‘stimulus modality’ dimension. The three independent feature-coding dimensions together specify many parallel VSN pathways in a combinatorial manner and facilitate the complex projection of VSNs in the brainstem. Our study highlights a multidimensional coding architecture of the mammalian vagal interoceptive system for effective signal communication.

所属学科：
神经科学
导读（一晴）内感受，即及时准确地感知身体内部变化的能力，对生存至关重要。而迷走神经(VSNs)是内感受信号的传输媒介。本研究对小鼠七个主要器官的VSNs进行大规模单细胞分析，发现VSNs在不同维度上编码内感受信号的三个关键维度：内脏器官、组织层和刺激模态。这三个独立的特征编码维度以组合的方式指定了许多平行的VSN路径，促进了VSN在脑干的复杂投影。这一研究强调了哺乳动物迷走神经内感受系统的多维编码结构，以实现有效的信号通信。

文章标签
内感受
迷走神经
内感受信号
内脏器官
组织层
刺激模态

译：

抽象的
内感受，即及时准确地感知体内变化的能力，对生存至关重要1 , 2 , 3 , 4。迷走神经感觉神经元 (VSN) 形成重要的身体与大脑连接，沿着身体的头尾轴导航内脏器官，并穿过器官的表面 - 腔轴进入适当的组织层5、6. 大脑可以通过 VSN 区分大量身体信号，但对潜在的编码策略仍然知之甚少。在这里，我们展示了 VSN 在不同维度上编码内脏器官、组织层和刺激方式——内感受信号的三个关键特征。使用多重投影条形码对小鼠七个主要器官的 VSN 进行大规模单细胞分析揭示了一个“内脏器官”维度，该维度由差异表达的基因模块组成，这些基因模块编码沿着身体的头尾轴的器官。我们发现了另一个“组织层”维度，其中包含编码 VSN 末端沿器官表面 - 腔轴的位置的基因模块。使用钙成像引导的空间转录组学，我们表明 VSN 被组织成功能单元，以感知跨器官和组织层的相似刺激。这构成了第三个“刺激模式”维度。三个独立的特征编码维度以组合方式共同指定了许多平行的 VSN 通路，并促进了 VSN 在脑干中的复杂投影。我们的研究强调了哺乳动物迷走神经内感受系统的多维编码架构，用于有效的信号交流。

主要的
感知身体的内部状态是一个重要的生命保障过程，它可以维持生理平衡，提供动力驱动并塑造我们的思想和情绪1 , 2 , 3 , 4。作为内部感受的关键体脑轴，结节和颈静脉神经节中的 VSN 将来自呼吸系统、心血管系统、胃肠道、内分泌系统和免疫系统的内脏器官的大量信号传递到脑干5、6。通过 VSN 传达的信号在大脑中被精确区分，以产生高度特异性的反应5，但如何实现这一点仍不清楚。大量数据表明，VSN 在多种特征上具有高度异质性，包括发育起源、电特性、反应模式、分子身份、终端形态、感觉机制、解剖连接和生理作用5、6、7、8、9、10、11，12 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 , 19. 然而，尽管在过去 7 年中积累了大量描述 VSN 特征复杂性的数据，但人们对这种异质性和多样性如何促进系统层面的内感受编码知之甚少。

内感受信号的生理作用可以通过三个重要特征来指定：内脏器官；组织层；和刺激方式。这些特征不同的刺激代表不同的身体变化。例如，拉伸动脉壁意味着血压升高，而拉伸胃壁则表示食物摄入15、20。类似地，从肠道内不同组织层释放的相同生物活性信号（如血清素）将不同的器官信息传达给大脑21. 我们推断，在 VSN 中对这些特征进行忠实编码对于大脑中的准确信号识别是必要的。在这里，我们开发了几种技术来确定内感受信号的这些基本特征是否以及如何在 VSN 中编码。

https://www.nature.com/articles/s41586-022-04515-5

https://www.linkresearcher.com/t ... f-8c5b-2cdc4930b887



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