腎血管系および骨盤の副交感神経神経支配の解剖学的証拠

背景：腎臓は、腎血管系に沿って腎臓に入る自律神経の制御下で体の恒常性に重大な寄与します。腎交感神経および感覚神経は長い間確認されてきましたが、腎副交感神経の神経支配については、重要な解剖学的証拠は存在しません。 方法：遺伝的に修飾されたマウスモデルや免疫染色を含むさまざまな解剖学的研究方法を使用して、腎血管系および骨盤に関連するコリン作動性神経の静脈瘤を特定しました。単一細胞RNAシーケンス（SCRNA-seq）を使用して、腎動脈およびその分節枝におけるACHRの発現を分析しました。腎臓の副交感神経投影神経の起源を評価するために、組換えアデノ関連ウイルス（AAV）および擬似体ウイルス（PRV）を使用して逆行性トレースを行い、その後、脳全体、脊髄、ガングリアのイメージングを行いました。 結果：コリン作動性軸索は、主腎動脈、分節腎動脈、および腎骨盤を供給することがわかりました。腎動脈では、新しく発見されたコリン作動性神経繊維は、交感神経だけでなく感覚神経からも分離されています。また、腎神経叢内にコリン作動性神経節細胞も見つかりました。さらに、SCRNA-seq分析は、アセチルコリン受容体（ACHR）が腎動脈とその分節枝で発現することを示唆しました。さらに、逆行性トレースは、迷走神経求心性が孤立路（NTS）の核への腎感覚経路を行うことを示唆し、迷走神経遠心体は腎臓に投影することを示唆しています。 結論：コリン作動性神経は、腎血管系と腎骨盤を供給し、迷走神経脳kidney軸は腎神経支配に関与しています。

BACKGROUND: The kidneys critically contribute to body homeostasis under the control of the autonomic nerves, which enter the kidney along the renal vasculature. Although the renal sympathetic and sensory nerves have long been confirmed, no significant anatomic evidence exists for renal parasympathetic innervation. METHODS: We identified cholinergic nerve varicosities associated with the renal vasculature and pelvis using various anatomic research methods, including a genetically modified mouse model and immunostaining. Single-cell RNA sequencing (scRNA-Seq) was used to analyze the expression of AChRs in the renal artery and its segmental branches. To assess the origins of parasympathetic projecting nerves of the kidney, we performed retrograde tracing using recombinant adeno-associated virus (AAV) and pseudorabies virus (PRV), followed by imaging of whole brains, spinal cords, and ganglia. RESULTS: We found that cholinergic axons supply the main renal artery, segmental renal artery, and renal pelvis. On the renal artery, the newly discovered cholinergic nerve fibers are separated not only from the sympathetic nerves but also from the sensory nerves. We also found cholinergic ganglion cells within the renal nerve plexus. Moreover, the scRNA-Seq analysis suggested that acetylcholine receptors (AChRs) are expressed in the renal artery and its segmental branches. In addition, retrograde tracing suggested vagus afferents conduct the renal sensory pathway to the nucleus of the solitary tract (NTS), and vagus efferents project to the kidney. CONCLUSIONS: Cholinergic nerves supply renal vasculature and renal pelvis, and a vagal brain-kidney axis is involved in renal innervation.