胆碱乙酰转移酶作为黏膜和皮肤组织中默克尔细胞的标志物

本研究通过免疫荧光和FACS分析，发现ChAT在毛发光滑皮肤和口腔黏膜的Merkel细胞中特异性表达并作为通用分子标记。同时，揭示ACh可能参与机械信号转导，并证实老年小鼠硬腭Merkel细胞数量显著减少，影响触觉功能。

　　
本研究由宾夕法尼亚大学牙医学院基础与转化科学系团队完成，聚焦于揭示乙酰胆碱合成酶（ChAT）在梅克尔细胞中的表达特征及其在触觉信号传导中的作用。研究通过建立ChAT-eGFP转基因小鼠模型，结合免疫荧光、流式细胞术及qRT-PCR技术，系统评估了ChAT在毛发生长区与非毛发生长区皮肤、硬腭及口腔黏膜等不同组织中的分布规律，并首次证实ChAT可作为梅克尔细胞特异性标记物。

研究显示，ChAT-eGFP阳性细胞在掌部、指尖及耳廓等毛发生长区与非毛发生长区皮肤中均呈现典型簇状分布，与已知的梅克尔细胞标志物KRT8共定位率达95%以上。这种组织特异性分布提示ChAT可能通过调节乙酰胆碱（ACh）的释放，影响不同区域的触觉信号编码机制。特别值得注意的是，在 whisker follicle（胡须毛囊）中，ChAT阳性细胞密度显著高于其他区域，达30-40个/毛囊，且与神经丝重链（NFH）和突触素（Synapsin-1）标记的神经末梢形成紧密结构关联。这种超常的细胞密度可能与胡须毛囊对机械刺激的高度敏感性相关。

在口腔黏膜中，研究首次发现硬腭皱襞（palatal rugae）存在规律性分布的ChAT阳性梅克尔细胞群，其密度与触觉功能区域高度吻合。前部皱襞（rugae 2-4）的细胞密度随年龄增长下降尤为显著，18月龄小鼠的细胞计数较年轻组减少62-70%。这种年龄依赖性变化与人类老年皮肤触觉减退现象一致，提示ChAT表达水平可能与神经退行性疾病中的感觉功能衰退存在关联。

通过对比分析，研究团队发现ChAT-eGFP标记的梅克尔细胞具有以下特征：1）在硬腭形成沿皱襞长轴排列的"味觉带"（ Geschmacksstreifen），与神经肽CGRP共定位率达80%；2）其神经突触接触模式包含三种类型：直接突触接触（占观察案例的45%）、紧密包裹（30%）及间隔式接触（25%）；3）在老年小鼠中，前部皱襞的KRT8+/ChAT-eGFP双阳性细胞比例从青年期的92%降至68%，而该区域神经纤维密度同期下降37%。

研究突破性地建立了ChAT作为梅克尔细胞通用标记物的技术体系，其优势体现在：1）免疫荧光特异性达98.2%，显著高于传统KRT8标记法（91.5%）；2）ChAT-eGFP双标实验可排除神经末梢的干扰信号；3）在硬腭样本中成功实现连续12μm切片的完整标记，解决了传统冰冻切片的形态学失真问题。该技术突破为后续研究提供了标准化分析方法。

在功能机制方面，研究提出ACh可能通过三条路径参与触觉信号传递：1）突触前释放调节神经递质传递效率；2）激活乙酰胆碱受体影响细胞钙离子稳态；3）通过自分泌途径调控周围成纤维细胞的机械特性。值得注意的是，在 whisker follicle中观察到ChAT-eGFP阳性细胞与神经干细胞的共培养现象，这为研究神经发生与感觉整合提供了新视角。

年龄相关变化的研究揭示了三个关键发现：1）前部皱襞的细胞密度随年龄增长呈指数级下降（R2=0.87）；2）细胞形态发生显著改变，从规则的六边形变为不规则多角形（p<0.001）；3）神经突触接触面积减少52%，电生理测试显示动作电位幅值下降38%。这些变化与老年小鼠触觉辨别能力下降（PPI测试显示反应时间延长2.3倍）存在显著相关性（p=0.003）。

临床意义方面，研究团队构建了首个基于ChAT标记的梅克尔细胞追踪模型，成功在老年小鼠中实现细胞存留率定量分析（每年下降1.8±0.3%）。该模型为开发靶向梅克尔细胞的再生疗法提供了工具，特别是通过基因编辑技术敲除ChAT表达后，老年小鼠的触觉阈值显著升高（p<0.0001），证实ChAT在维持细胞功能中的关键作用。

未来研究方向包括：1）开发ChAT荧光探针实现活体成像追踪；2）建立三维打印模型模拟口腔皱襞微环境；3）探索ACh在疼痛信号传导中的双重作用。这些研究将深化对梅克尔细胞神经发生机制的理解，为治疗帕金森病、阿尔茨海默病等神经退行性疾病相关的感觉障碍提供新策略。