Immunohistochemical and ultrastructural analysis of the maturing larval zebrafish enteric nervous system reveals the formation of a neuropil pattern

doi:10.1038/s41598-019-43497-9

.2019年5月6日；9(1):6941.

doi:10.1038/s41598-019-43497-9。

斑马鱼成熟幼虫肠道神经系统的免疫组织化学和超微结构分析揭示了神经膜模式的形成

菲利普·贝克¹, 马修·德梅耶², Ashley Tsang（曾荫权）¹, 罗莎·A·乌里韦^三

附属机构

¹美国德克萨斯州休斯顿市主街6100号莱斯大学生物科学系，MS 140。
²共享设备管理局，MS 100，莱斯大学，6100 Main Street，Houston，Texas，77005，USA。
^三美国德克萨斯州休斯顿市主街6100号莱斯大学生物科学系，MS 140。rosa.uribe@rice.edu。

PMID： 31061452
预防性维修识别码： PMC6502827型
DOI（操作界面）： 10.1038/s41598-019-43497-9

斑马鱼成熟幼虫肠道神经系统的免疫组织化学和超微结构分析揭示了神经膜模式的形成

菲利普·贝克等人。科学代表. 2019.

.2019年5月6日；9(1):6941.

doi:10.1038/s41598-019-43497-9。

作者

菲利普·贝克¹, 马修·德梅耶², Ashley Tsang（曾荫权）¹, 罗莎·A·乌里韦^三

附属机构

¹美国德克萨斯州休斯顿市主街6100号莱斯大学生物科学系，MS 140。
²共享设备管理局，MS 100，莱斯大学，6100 Main Street，Houston，Texas，77005，USA。
^三美国德克萨斯州休斯顿市主街6100号莱斯大学生物科学系，MS 140。rosa.uribe@rice.edu。

PMID： 31061452
预防性维修识别码： PMC6502827型
DOI（操作界面）： 10.1038/s41598-019-43497-9

摘要

胃肠道由一系列内部相连的神经节构成，这些神经节横跨整个胃肠道，称为肠神经系统（ENS）。ENS对许多重要的肠道功能发挥关键的局部反射控制作用；包括蠕动、水平衡、激素分泌和肠屏障稳态。ENS神经节是一组神经元和胶质细胞的集合，它们排列在整个肠道的一系列神经丛中：肌间神经丛和粘膜下神经丛。虽然已知肠神经节来源于称为神经嵴的干细胞群，但决定最终神经丛组织的机制仍不清楚。最近，脊椎动物斑马鱼已成为了解ENS发育的有用模型，但对其发育中的肌间丛结构的了解尚不清楚。在这里，我们对成熟斑马鱼幼鱼的肌间神经丛进行了长期组织学检查，发现它由一系列紧密的轴突层和长胶质细胞突起组成，它们包裹着肠管的周长，沿着肠的各个层面将其完全包裹。到幼虫晚期，肌间神经丛的复杂性增加，一层轴突与同心的神经胶质细胞层并置。在超微结构上，胶质细胞含有胶质丝，并以长的线状突起相互紧密接触。囊泡轴突剖面的保守指标在幼虫神经丛中很容易丰富。这些数据共同扩展了我们对成熟斑马鱼肌间神经丛结构的理解，从而使我们能够在未来对其形成进行功能研究。

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利益冲突声明

作者声明没有相互竞争的利益。

数字

图1
横切组织切片显示肠肌层的一般解剖。塑料包埋鱼横切并用甲苯胺蓝染色(A类–C类′）7 dpf和18 dpf(D类–F类′），显示位于躯干肌（M）下方的肠上皮（IE）。白色粉刷盒(A类–F类)对应于放大倍率较高的面板(A类′–F类′）显示肠肌层的位置（虚线）。

图2
斑马鱼特异性胶质纤维酸性蛋白（GFAP）抗体标志着中枢神经系统中的胶质细胞。最大强度投影共焦叠加(A类)显示GFAP的3 dpf仔鱼的全量免疫荧光制剂⁺后脑（Hb）和中脑（Mb）的细胞，比例尺：100微米，E：眼睛。(B类–D类)18只dpf幼虫前肠水平横向冷冻切片的最大强度投影(B类)，中肠(C类)和后肠(D类)标记整个脊髓的放射状胶质细胞（SC）。LL：侧线，NC：脊索，M：骨骼肌，比例尺：50微米。

图3
斑马鱼幼虫前肠肌间神经丛内的轴突和胶质细胞模式。横向冰冻切片的最大强度共焦投影显示GFAP⁺（红色），乙酰化管蛋白⁺7 dpf幼虫前肠中的（乙酰胆碱酯酶）突起（蓝色）(A类–C类)，式中，乙炔-甲苯⁺外层形成过程（白色箭头），比例尺：40微米(D类–F类)18只dpf幼虫，比例尺：50微米。DAPI显示的细胞核（青色）。白色方框对应放大区域(A类′–C类′）比例尺：10微米，以及(D类′–F类′）比例尺：12.5微米。

图4
幼年斑马鱼中肠肌间神经丛内的轴突和神经胶质细胞模式。横向冰冻切片的最大强度共焦投影显示GFAP⁺（红色）和醋酸管⁺中肠的突起（蓝色）(A类–C类)7 dpf幼虫，比例尺：20微米，以及(D类–F类)18只dpf幼虫，比例尺：40微米。DAPI显示的细胞核（青色）。白色方框对应放大区域(A类′–C类'）比例尺：5微米，以及(D类′–F类'）比例尺：5微米。

图5
斑马鱼幼虫后肠肌间神经丛内的轴突和胶质细胞模式。横向冰冻切片的最大强度共焦投影显示GFAP⁺（红色）和醋酸管⁺后肠的突起（蓝色）(A类–C类)7 dpf幼虫，比例尺：20微米，以及(D类–F类)18只dpf幼虫，轴突突出靠近IE（箭头），比例尺：40微米。DAPI显示的细胞核（青色）。白色方框对应放大区域(A类′–C类'）比例尺：5微米，以及(D类′–F类'）比例尺：5微米。

图6
透射电镜（TEM）观察斑马鱼幼体前肠内的胶质细胞和轴突超微结构。透射电镜观察前肠肌间神经丛的超微结构(A类,B类′）7 dpf和(C类–E类′）18只dpf幼虫。红色灰框对应放大区域(A类’–E类′). 肠上皮（IE）、细胞核（N）、核体（NB）、肌层（M）、轴突（Ax）、1型胶质细胞（T1G）和2型胶质细胞。比例尺表示以下内容：(A类)500纳米(A类′）250 nm(B类)500纳米(B类′）250 nm(C类)500纳米(D类)200纳米(E类)1微米和(E类'）500纳米。黄色箭头(A类)指向大颗粒囊泡，黑色箭头(B类′）和白色箭头(D类,E类'）指向caveolae。

图7
TEM表征了斑马鱼幼虫中肠内的胶质细胞和轴突超微结构。透射电镜显示中肠肌间神经丛的超微结构(A类,B类′）7 dpf和(C类,D类′）18只dpf幼虫。红色灰框对应放大区域(A类′–D类′). 肠上皮（IE）、细胞核（N）、肌层（M）、内皮细胞（EC）、1型胶质（T1G）和2型胶质（T2G）。比例尺表示以下内容：(A类)500纳米(A类′）250 nm(B类)500纳米(B类′）250 nm(C类)500纳米(C类′）250 nm(D类)500纳米(D类'）250纳米。黄色箭头(A类′,B类′）和白色箭头(C类′）指向T1G和T2G之间的电子密集结。

图8
透射电镜表征了斑马鱼幼虫后肠内的神经胶质细胞和超微结构。TEM显示了小鼠后肠肌间神经丛的超微结构(A类,B类′）7 dpf和(C类–E类)18dpf幼虫。红色灰框对应放大区域(A类′–D类′). 肠上皮（IE）、细胞核（N）、肌层（M）、轴突（Ax）、内皮细胞（EC）、1型胶质细胞（T1G）和2型胶质细胞。比例尺表示以下内容：(A类)500纳米(A类′）250 nm(B类)500纳米(B类′）250 nm(C类)500纳米(D类)500纳米(D类′）200 nm和(E类)200纳米。黑色箭头(A类′）指向小窝和轴突束(D类’）。

图9
成熟斑马鱼幼虫ENS肌间神经丛结构的图示。的代表性插图(A类,B类)免疫组织化学制备7只dpf幼虫前肠和后肠，描绘肌间神经丛的胶质细胞（红色）和神经元（蓝色）。不按比例。

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1. Furness，J.B.&Wiley InterScience（在线服务）。肠道神经系统。（布莱克威尔出版社，2006年）。
1. Le Douarin，N.M.和Teillet，M.-A.鸟类胚胎中神经嵴细胞向消化道壁的迁移。发展30，（1973）。-公共医学
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[4] Le Douarin，N.M.和Teillet，M.-A.鸟类胚胎中神经嵴细胞向消化道壁的迁移。发展30，（1973）。-公共医学

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[6] Epstein ML、Mikawa T、Brown AMC、McFarlin DR。用逆转录病毒标记物绘制禽类肠道神经系统的起源。开发Dyn。1994;201:236–244. doi:10.1002/aja.1002010307。-内政部-公共医学

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[9] Shepherd IT、Pietsch J、Elworthy S、Kelsh RN、Raible DW。GFRapha1受体在斑马鱼肠道神经系统发育中的作用。发展。2004;131:241–9. doi:10.1242/dev.00912。-内政部-公共医学

[10] Shepherd IT、Pietsch J、Elworthy S、Kelsh RN、Raible DW。GFRapha1受体在斑马鱼肠道神经系统发育中的作用。发展。2004;131:241–9. doi:10.1242/dev.00912。-内政部-公共医学

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