胸心外科

很少被人所熟知的神经胶质细胞或能调节机体心脏的发育和功能

作者:佚名 来源:MedSci梅斯 日期:2021-11-24
导读

         2021年11月24日 讯 /生物谷BIOON/ --胶质细胞对于神经系统的功能至关重要,如今越来越多的研究证据揭示了星形胶质细胞的重要性,然而科学家们对周围器官中的类似星形胶质细胞却知之甚少。近日,一篇发表在国际杂志PLoS Biology上题为Identification of astroglia-like cardiac nexus glia that are critical regul

关键字:  心脏 

        2021年11月24日 讯 /生物谷BIOON/ --胶质细胞对于神经系统的功能至关重要,如今越来越多的研究证据揭示了星形胶质细胞的重要性,然而科学家们对周围器官中的类似星形胶质细胞却知之甚少。近日,一篇发表在国际杂志PLoS Biology上题为“Identification of astroglia-like cardiac nexus glia that are critical regulators of cardiac development and function”的研究报告中,来自美国圣母大学等机构的科学家们通过研究发现,心脏中的胶质细胞或能帮助调节心率和节奏,并能驱动胚胎中心脏的发育,这一研究发现或能对此前科学家们并不知晓的一类关键细胞群提供最详细的描述。

        心脏组织的一部分揭示了心脏的连接神经胶质(绿色)与神经元(蓝色)和心脏细胞(红色)之间的相互作用,其可能会调节心脏功能。

        图片来源:Nina Kikel-Coury, CC BY 4.0

        胶质细胞是一类多样化的细胞类型,其最初以希腊语中的“胶水”一词进行命名,包括围绕和滋养神经元的细胞,以及在中枢神经系统中进行免疫反应的其它细胞类型;在周围神经系统中,胶质细胞存在于多种器官中,并能在这些器官中表现地非常活跃,包括肠道、胰腺、脾脏和肺脏等,尽管其功能在大多数情况下并不清楚。

        最近有研究报告揭示了心脏中有一类细胞群体能表达已知的星形胶质细胞标志,而正在发育的心脏中称之为流出道(outflow tract)的一部分结构则包括来自胚胎结构—神经嵴中的细胞,而神经嵴是大多数外周胶质细胞的来源。这些耐人寻味的线索或许就促使科学家们深入研究这些细胞的身份和功能,通过对斑马鱼进行研究,研究人员在心室中发现了一组非常丰富的细胞,其能够产生胶质纤维酸性蛋白(GFAP,glial fibrillary acid protein),其是胶质细胞的典型标志物;此外研究者在小鼠和人类机体的心脏中也发现了GFAP阳性的细胞,这些细胞主要集中在早期发育的流出道结构中,而流出道结构铸主要是在发育中的心脏中形成的,其能促进一种特殊通路连接心室和离开心脏的动脉,杀灭这些细胞则能够增加胚胎心脏中的神经发育速率,这或许就表明其在心脏神经支配过程中发挥着抑制或延迟的角色;通过多种方法(包括追踪单独标记的迁移细胞),研究者就发现,定居在流出道中的胶质细胞会从神经嵴结构开始其旅程,因此研究者将这些细胞称之为连接性胶质细胞。

        这些胶质细胞在成熟心脏中到底扮演着什么样的角色?当研究者移除这些细胞后,心率就会发生增加,而通过移除驱动胶质细胞发育的关键基因来减少这些细胞的数量时,所产生的心脏就会发生不规则地跳动。自主神经系统(autonomic system)是外周神经系统的一个主要分支,其能通过两个分支来调节机体生理学的多个方面,包括心率等;这两个分支包括交感和副交感神经系统;通过增加一个分支或另一个分支活性的化学物质来处理斑马鱼,研究者发现,心脏中的胶质细胞就能通过调节这两个分支来控制心率。

        图片来源:https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.3001444

        本文研究结果极大地扩展了科学家们对胶质细胞在心脏中所扮演的关键角色的理解,并表明,胶质细胞或许在其它器官的发育和功能发挥中扮演着关键的角色。本文研究结果揭示了一种广泛且并未被深入研究的器官相关的胶质细胞网络,其功能依赖于所处的环境;因此后期研究人员非常有必要理解这些专门的星形胶质细胞群,因为其对器官生理学会产生深远的影响。

        研究者Smith补充道,科学家们对外周神经系统中的星形胶质细胞样细胞的理解较少,本文研究发现,一种星形胶质细胞样细胞在心脏发育早期的功能或许能调节心脏的自主神经系统的控制;综上,本文研究结果建立了胶质细胞在心脏稳态中的关键角色,并提供了对外周神经系统中连接性神经胶质细胞的详细描述。(生物谷Bioon.com)

        原始出处:

        Nina L. Kikel-Coury, Jacob P. Brandt, Isabel A. Correia, et al.Identification of astroglia-like cardiac nexus glia that are critical regulators of cardiac development and function.PLoS Biol(2021) 19(11): e3001444. doi:10.1371/journal.pbio.3001444

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