Der Magen-Darm-Trakt steht unter kontinuierlicher Kontrolle des autonomen Nervensystems (ANS), wobei sympathische und parasympathische Bahnen grundlegende Aspekte der Darmphysiologie koordinieren, darunter Motilität, Sekretion, Funktion der epithelialen Barriere und Immunhomöostase 1,2. Im Dickdarm können extrinsische sympathische Eingaben regionsabhängige Effekte über mehrere zelluläre Kompartimente hinweg ausüben, was unterstreicht, dass breite ANS-Störungen die ortsspezifischen intestinalen Phänotypen1 verdecken können. Umgekehrt werden parasympathische Schaltkreise, die klassisch durch vagale Signalübertragung und nachgelagerte cholinerge Mechanismen vermittelt werden, zunehmend als integraler Bestandteil der Aufrechterhaltung des intestinalen Immunsystems und der Formgebung mukosaler Antworten anerkannt, was experimentelle Strategien weiter motiviert, die sympathische versus parasympathische Beiträge mit anatomischer Präzision trennenkönnen.
Über die physiologische Regulation hinaus hat sich autonome Aktivität als relevanter Modifikator der Darmerkrankungsbiologie etabliert, einschließlich Darmkrebs (CRC). Jüngste Arbeiten im CRC zeigen ein bidirektionales sympathisches Nerv–mesenchymales Programm, bei dem β2-adrenerge Signalübertragung und NGF-exprimierende, krebsassoziierte Fibroblasten neuronal–stromale Interaktionen verstärken und den Tumorprogression fördern, was direkte Hinweise darauf liefert, dass sympathische Schaltkreise funktionell mit der CRC-Pathogenese3 gekoppelt werden können. Parallel dazu wurde die cholinerge Signalübertragung mit dem Wachstum von CRC und tumorassoziierten Immunmerkmalen in Verbindung gebracht, wie die pharmakologische Hemmung des muskarinischen Rezeptors 3 in einem orthotopen Mausmodell sowie die Verbindung cholinergerer Signalübertragung mit der Immuncheckpoint-Expression und anderen malignen Merkmalen 4,5 gezeigt wird. Wichtig ist, dass autonome Einflüsse auf Darmerkrankungen auch mit anderen Modulatoren wie psychischem Stress und der Darmmikrobiota konvergieren können. Das enterische Nervensystem kann Stresssignale an die Darmentzündung6 weiterleiten, und mikrobielle Signale können Darm-Hirn-Schaltkreise aktivieren, die die extrinsischen sympathischen Neuronen des Darms abstimmen und so ein multifaktorielles Rahmenwerk unterstützen, in dem neuronale Regulation mit der Immun- und mikrobiellen Ökologie überschneidet 6,7.
Diese konvergierenden Beweislinien unterstreichen die Notwendigkeit experimenteller Ansätze, die darmgesteuerte autonome Effekte mit ausreichender anatomischer Präzision isolieren können, um kausale Schlussfolgerungen sowohl in physiologischen als auch pathologischen Kontexten zu unterstützen. Trotz rascher Fortschritte bei der Schaltkreiskartierung und Neuromodulation bleiben viele häufig eingesetzte Interventionen in ihrer Organspezifität begrenzt. Systemische pharmakologische Manipulation, chemische Sympathektomie und subdiaphragmatische Vagotomie können breite autonome Outputs beeinflussen und dadurch Immun- und Stoffwechsel-Sollwerte jenseits des Darms verändern, was die kausale Zuordnung zu kolonspezifischen neuronalen Inputserschwert 8. Beispielsweise können vagale Schaltkreise die Entzündungsproduktion von Zytokinenunterdrücken 9, und vagale Stimulation kann die endokrine Funktion der Pankreas und β Zelldynamik modulieren, was zeigt, dass vorgelagerte oder nicht-selektive Interventionen extra-intestinale Effekte verursachen können, die die Interpretation der intestinalen Phänotypen10 erschweren. Diese Einschränkungen sind besonders bedeutsam für Studien, die darauf abzielen, kolonbeschränkte autonome Mechanismen in Physiologie und Pathologie zu isolieren. Das übergeordnete Ziel der Methode ist es daher, anatomisch geführte, selektive Durchschnitt von darmgerichteten sympathischen und parasympathischen Fasern bei Mäusen zu ermöglichen und so ein praktisches Modell zur Untersuchung der intestinalen autonomen Regulation mit reduzierter Off-Target-Auswirkung zu bieten.
Zusammenfassend berichtet dieses Protokoll über einen präziseren Ansatz zur autonomen Denervation der Maus-Darm mit minimaler Störung der autonomen Innervation anderer Bauchorgane, wodurch die Interpretierbarkeit verbessert wird, indem potenzielle Verzerrungen durch Effekte der extraintestinalen Organe reduziert werden.