科学家确定脑细胞类型是排尿的主要控制者

　　研究人员已经在老鼠的大脑细胞中发现了一个子集，它是排尿的主要调节者。

　　

研究人员已经在小鼠的大脑细胞中发现了一个子集，它是排尿的主要调节者。

这项研究今天发表在《eLife》杂志的预印本上，被编辑们描述为一项重要的研究，其令人信服的数据表明，小鼠大脑巴林顿核中表达雌激素受体1的神经元（ESR1+）协调膀胱收缩和外尿道括约肌松弛。

排尿需要下尿路两个单元的协调作用。膀胱壁的逼尿肌放松，让膀胱充满和排空，而外括约肌在适当的时候打开，让尿液流出，否则就紧闭。

“膀胱肌肉和括约肌之间的协调性受损会导致各种尿路功能障碍，并可能显著降低一个人的生活质量，”广西大学物理科学与技术学院脑与智力高级研究所的第一作者Xing Li说。“但是，尽管我们知道控制这些尿路成分的单个神经信号通路，但我们不知道哪个大脑区域确保它们在正确的时间合作。”

为了探索这一点，作者使用了最先进的活细胞成像技术来研究麻醉和清醒小鼠排尿过程中的脑细胞活动。他们把注意力集中在一个被称为脑桥排尿中心（PMC）的大脑区域，也被称为巴林顿核，并比较了不同PMC神经细胞亚型的活动。

在他们的第一个实验中，他们通过测量钙水平的变化来测量膀胱排空时细胞的活动。这表明表达雌激素受体的PMC细胞亚群（PMCESR1+细胞）的电放电率与膀胱排空密切相关。当他们将此与膀胱生理学监测相结合时，他们发现不仅PMCESR1+细胞活动的时间与膀胱排空相关，而且与细胞电活动的强度也相关。

接下来，他们测试了如果阻断或触发PMCESR1+细胞，排尿会发生什么变化。他们发现，当PMCESR1+细胞活性被阻断时，小鼠排出的尿液量显著减少，并且从细胞失活的那一刻起，持续的排尿就暂停了。为了理解这背后的机制，他们测量了膀胱肌肉和括约肌的活动。他们发现，当PMCESR1+细胞活性在持续排尿过程中被阻断时，膀胱压力的增加和与膀胱排空相关的括约肌破裂活动都停止了。同样，当PMCESR1+细胞被光人工激活时，膀胱排空率为100%。这表明PMCESR1+细胞作为一个可靠的主开关，启动或暂停膀胱排空。

为了测试PMCESR1+细胞是否可以独立于控制括约肌而影响膀胱排空，他们断开了从大脑到括约肌传递信息的神经，或者从大脑到膀胱传递信息的神经。他们发现PMCESR1+细胞对膀胱的控制完全有效，即使与括约肌的通信被阻断，反之亦然。这表明细胞可以独立地控制膀胱和括约肌，但问题仍然存在：它们能协调膀胱肌肉和括约肌的活动吗？也就是说，以一种可控的、完全定时的方式操作它们，在适当的时候触发膀胱排空？

为了探索这一点，他们同时记录了膀胱压力和括约肌活动的肌电图测量。自发排空和激活PMCESR1+细胞引起的排空，膀胱压力在括约肌破裂活动前瞬间发生变化的时间是一致的，表明这些细胞能够以精确的时间顺序和可控的方式协调这两个步骤。

第三军医大学和重庆脑与智力研究所的资深作者陈晓伟总结说：“我们的研究表明，大脑巴林顿核中的一组细胞可以在需要时以100%的准确度启动和暂停膀胱排空，例如，仅释放少量用于动物标记，或用于人类在健康检查时将尿液排入小样本管中。”“虽然其他细胞毫无疑问会参与完美的排尿控制，但我们对PMCESR1+细胞在膀胱-括约肌协调中的关键作用的确定，将有助于开发靶向治疗方法，治疗由脑或脊髓损伤或周围神经损伤引起的排尿功能障碍。”