一个独特的Connexin26阳性神经嵴谱系在中年期出现，并介导中枢脑干对升高二氧化碳水平的增强反应以促进深呼吸

对呼吸进行精确控制是脊椎动物生存的基础。血液和脑实质中 PCO₂ 的升高会导致肺通气的频率和容量均增加。我们此前已证实，CO₂ 可直接结合连接蛋白26（connexin26，Cx26）半通道，使其开放并释放 ATP。现今，我们进一步揭示了 Cx26 作为体内直接生理性 CO₂ 传感器所发挥的作用。本文描述了一种独特的 Cx26⁺ 神经嵴细胞谱系：该谱系细胞在中年期定植于腹侧脑干、位于前包钦格复合体（PreBötzinger nucleus）/尾侧 CO₂ 化学感受区附近，并在老年期再次消亡。通过两种相互独立的神经嵴 Cre 驱动系，在这一约由20个细胞构成的细胞群中特异性遗传敲除 Cx26，会导致后部化学感受区局部 ATP 释放减少；同时，采用全身体积描记法测量发现，这种敲除还会使中年期特异性出现的潮气量升高反应降低40%。这些体内效应会随整个生命周期而变化：它们与该细胞群在中年期的到达及建立神经连接，以及其在老年期的消亡，呈直接对应关系。这是目前已知的首个颅神经嵴细胞谱系组成在中年期发生变化的实例，并凸显了极少数细胞对整体代谢所具有的巨大影响力。这种依赖细胞谱系的中年期动态还影响了真社会性的演化：我们共同的羊膜动物/突触兽祖先中，晚成性的裸露幼崽会在高碳酸血症洞穴中感知升高的 CO₂ 水平，并由其中年期照料者的呼吸获得温暖。此种机制性 exaptation 使体型较小的羊膜动物得以感知并躲过二叠纪—三叠纪时期及其他灭绝事件期间致命性的全球 CO₂ 峰值。

对呼吸进行精确控制是脊椎动物生存的基础。血液和脑实质中 PCO₂ 的升高会导致肺通气的频率和容量同时增加。我们此前已证明，CO₂ 可直接与连接蛋白26（connexin26，Cx26）半通道结合，促使其开放并释放 ATP。现今，我们进一步阐明了 Cx26 作为体内直接生理性 CO₂ 感受器的作用。本文描述了一种独特的 Cx26⁺ 神经嵴细胞谱系：该谱系在中年期定殖于腹侧脑干，即 PreBötzinger 核/尾侧 CO₂ 化学感受区附近，并在老年期再次消亡。利用两种彼此独立的神经嵴 Cre 驱动系，在这一约由20个细胞组成的细胞群中特异性遗传消融 Cx26，会导致后部化学感受区局部 ATP 释放减少；同时，根据全身体积描记法测定，特异性地使中年期升高的潮气量反应降低40%。这些体内效应会随生命周期发生变化：它们直接反映了该细胞群在中年期的到达与接入，以及其在老年期的消亡。这是目前已知的首个颅神经嵴细胞谱系组成在中年期发生变化的实例，并凸显了极少数细胞对全身代谢所具有的显著调控能力。这种谱系依赖的中年期动态还会影响真社会性行为的演化：我们共同的羊膜动物/合弓动物祖先中，晚成性的裸露幼崽通过感知高碳酸血症洞穴中升高的 CO₂ 水平，由其中年期的照料者呼出的气息取暖。这种机制性适应为小型羊膜动物感知并躲避二叠纪—三叠纪时期及其他灭绝事件中的致命性全球 CO₂ 激增提供了可能。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.16.752084v1?rss=1

🏷️ Connexin26阳性神经嵴细胞 脑干二氧化碳化学感受 呼吸调控 前包钦格复合体 ATP释放 神经嵴细胞谱系