NatRevNeurosci综述大脑中一
脑脊液（CSF）主要由脉络丛产生，并可根据年龄或生理状态而改变成分。CSF在脑室、脊髓中央管和CNS周围的蛛网膜下腔循环。充斥在CSF中的纤毛神经元（ciliatedneurons）——因此被称为脑脊液接触的神经元（CSF-cNs）——是不常见的多向型内感受神经元（interoceptiveneurons）。接触脑脊液的神经元（CSF-contactingneuron，cerebrospinalfluid-contactingneuron）是年经全国科学技术名词审定委员会审定发布的人体解剖学名词。作为化学受体，CSF-cNs对pH和渗透压的变化以及CSF中的细菌代谢产物作出反应。它们在中枢神经系统感染期间的激活导致化合物的分泌以提高宿主的存活率。
而作为机械感觉神经元，CSF-cNs与一种称为Reissner纤维的细胞外蛋白质聚合物一起工作，以检测脊柱弯曲过程中的压迫。一旦被激活，CSF-cNs就会抑制运动神经元、运动前兴奋性神经元和命令神经元以提高运动速度和稳定姿势。在较长的时间尺度上，CSF-cNs通过释放长距离作用于骨骼肌的神经肽来指导整个生命的形态发生。最近的证据表明，小鼠CSF-cNs可能在脊髓中充当神经干细胞，这为损伤后的修复提供了新的研究途径。
近日，法国巴黎索邦大学ClaireWyart等在NatureReviewNeuroscience发表重要综述。在该综述中，作者概述了接触CSF的轴向感觉系统在运动控制、形态发生和先天免疫中的既定作用。
1.CSF接触神经元的特征
1.1CSF-cN的解剖定位和形态学
在脊椎动物中，CSF-cNs插入围绕脊髓中央管的室管膜层中，并表现出一种特殊的形态：其顶端延伸浸入CSF中，并靠近一种称为Reissner纤维的结构，该结构由SCO反应蛋白的聚集形成[Fig.1c]。
脊髓CSF-cN形态有两个特点。首先，CSF-cNs不是释放谷氨酸的兴奋性细胞，而是GABA能神经元。其次，CSF-cNs表现出从其胞体突出的顶端延伸，该顶端延伸包含一个纤毛和多个微绒毛，这些微绒毛接触CSF，并且不形成有组织的结构。它们的顶端延伸具有树突起源（由树突标记物MAP2标记）。
1.2CSF-cN分子标记物
PKD2L1是一种非选择性阳离子通道，与跨膜蛋白多囊肾病蛋白1-样2（PKD1L2）相同，在猕猴、小鼠和斑马鱼的脊髓CSF-cNs中特异性表达。在猕猴中，血管活性肠肽（VIP）已被鉴定为标记物。CSF-cNs通常产生单胺：据报道，在鱼类中，多巴胺是由腹侧CSF-cNs产生的，而色氨酸羟化酶2（TPH2）能够在鱼类和鸟类的CSF-cNs中瞬时表达血清素。
2.CSF-cN下游信号传导
2.1神经分泌
大量证据表明CSF-cNs构成重要的神经分泌系统。仔细检查不同物种的CSF-cNs的超微结构，发现轴突末端存在透明的小泡——可能含有GABA。另一方面，在顶端延伸处，观察到密集的核心分泌囊泡——可能含有肽或单胺。在许多脊椎动物中，CSF-cNs已被证明表达不同的肽和单胺。CSF-cNs在哺乳动物中表达不同的肽，如大鼠、猫和猕猴中的阿片肽甲硫氨酸、脑啡肽、精氨酸、甘氨酸和VIP。
2.2后脑和脊髓的连接性
在大鼠和鱼类的脊髓矢状面切片中的初步观察显示，CSF-cNs轴突沿着前后轴投射在脊髓基底层中。斑马鱼的光遗传学辅助连接图谱显示，脊髓中的CSF-cNs靶标由运动前兴奋性中间神经元、感觉性中间神经元和运动神经元组成，但不包括抑制性中间神经元（甘氨酸能或GABA能）[Fig.1]。
Figure1斑马鱼脑脊液接触神经元的连接性.CSF-cNs的作用
.1在身体轴和脊椎对齐中的作用
最近的证据表明，脑脊液和脊髓之间的感觉界面对形态发生至关重要[Fig.2]。野生型（对照）斑马鱼在胚胎、幼年和成年阶段都会发育出笔直的体轴，但CSF-cNs的分子突变会导致发育中的躯体扭曲。
Figure2连接脑脊液（CSF）感觉界面和终生形态发生的分子机制.2在运动和姿势中的作用
CSF-cNs位于脊髓腹侧，与运动神经元和运动中枢模式发生器非常接近，这表明这些细胞可以主动调节姿势和运动。
.在宿主防御和先天免疫中的作用
穿透中枢神经系统的病原菌在脑炎或脑膜炎等感染期间侵入脑脊液。由于与CSF交界处的CSF-cNs介导的轴向感觉系统参与姿势控制，因此可以推测，它可能与脑膜炎的病理诊断有关，特别是与脑膜炎患者中观察到的颈部僵硬和阿片增多症有关。CSF-cNs分泌释放的阻断也降低了肺炎链球菌感染期间宿主的存活率，这表明CSF-cNs释放的分泌因子，如神经肽、神经调节剂和分泌蛋白，有助于宿主防御。其他证据表明，CSF-cNs通过上调CSF中的神经分泌参与先天免疫[Fig.]。
Figure脑脊液接触神经元（CSFcNs）的多种化学感受功能.4作为神经干细胞的假定作用
CSF-cNs的胞体插入脊髓中央管周围的区域，这是成年神经发生的环境之一，可以作为整个椎体的内源性修复来源。来自体外和活体的CSF-cNs的电生理记录显示，它们具有非常高的膜电阻。这种高膜电阻是未成熟神经元的典型表现。总之，这些发现突出了CSF-cNs的神经干细胞潜力，它可能有助于哺乳动物对损伤的脊髓反应和随后的修复。
总结
本综述表明，与脊髓中的CSF接触的中枢感觉神经元可以携带多种生理功能：通过其机械敏感性，CSF-cNs有助于一生的运动、姿势控制和形态发生。通过其化学敏感性，CSF-cNs可以对CSF组成的变化做出反应，特别是当生理pH和渗透压变化时或在cNs感染时。因此，这些中枢感觉神经元类似于外周的背根神经节神经元，它们也是多模态的（机械感觉和/或化学感觉和/或者热感觉），并参与皮肤切开后细菌感染的本体感觉、疼痛和先天免疫。
尽管在这里报道的大多数体内功能研究都是在斑马鱼身上进行的，但在其他物种，特别是在小鼠身上的研究表明，脊椎动物物种的保守水平很高。未来的研究将检测小鼠的CSF-cNs是否具有机械感觉，以及它们是如何依赖纤毛的。
此外，未来还需要进行研究，以揭示CSF-cNs在脑室中的生理作用，确定它们是否与脊髓中的cNs一起形成一个广泛的信号和神经分泌网络，将大脑与身体其他部位的效应器连接起来。
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