雑誌に掲載された最近の研究では セルレポート医学中国の研究者チームは 試験管内で 心外膜脂肪組織および交感神経系と不整脈との独立した関連性を調べるための、脂肪細胞、心筋細胞、および交感神経ニューロンの共培養。 彼らは、脂肪神経軸が不整脈の発生において重要な役割を果たしているということを発見した。
勉強： 脂肪神経軸は心外膜脂肪組織関連の心臓不整脈に関与しています。 画像クレジット: Inside Creative House / Shutterstock
背景
心臓の電気的または構造的異常による電気インパルスの形成と伝導の異常は、不整脈を引き起こす可能性があります。 これらの異常は遺伝的なものであるか、後天的な心臓病に関連している可能性があります。 研究により、交感神経ニューロンが不整脈の発症に重要な役割を果たしていることがわかっています。 交感神経系の異常な刺激による異常な電気回路の活性化と心室の再分極の不規則性は、心室細動や頻脈、心房細動、さらには心臓死と関連していると考えられています。
最近の研究では、心外膜脂肪組織が心房細動、心室細動、心室頻拍の発生と密接に関係していることも判明しています。 さらに、心外膜脂肪組織は心筋に隣接しており、その接触を隔てる組織がないため、心外膜脂肪組織から分泌される炎症性サイトカインおよびアディポカインが電気的および心臓構造を変化させる可能性があります。 しかし、心外膜脂肪組織と交感神経ニューロンが相互作用するかどうか、またそれらの相互作用が不整脈発生にどのように影響するかは依然として不明である。
研究について
本研究では、研究者らは、ヒト疾患の適切なモデルの不足と、心筋細胞、脂肪細胞、および交感神経ニューロンを生成することによって適切な量の心臓、神経細胞、および脂肪組織を取得して増殖させることの困難によってもたらされる限界を回避した。 試験管内で 幹細胞から採取し、心外膜脂肪組織と交感神経ニューロンの間の相互作用と心筋細胞への影響を研究するための共培養モデルを確立します。
血漿サンプルは、健康対照者および発作性または持続性心房細動患者からなる 53 人の参加者の末梢静脈および冠状静脈洞から採取されました。 心外膜脂肪組織は、開胸手術を受けた持続性心房細動患者からも採取されました。
ヒト多能性幹細胞と 人工多能性幹細胞 ヒトの脂肪由来幹細胞から得られる 胚性幹細胞そして、細胞株と培養物を得るために胚線維芽細胞が使用されました。 交感神経ニューロンを誘導するには、ヒト多能性幹細胞から神経細胞を取得し、分化培地で培養する逐次誘導戦略が使用されました。
脂肪由来幹細胞を脂肪細胞分化培地中で増殖させて、脂肪細胞への分化を実施し、心外膜脂肪組織を取得した。 定量的逆転写ポリメラーゼ連鎖反応 (qRT-PCR) を使用して、白色、褐色、およびベージュ色の脂肪組織マーカーの発現を測定しました。 二次元単層分化プロトコルを使用して、ヒト多能性幹細胞から心筋細胞を誘導しました。
さらに、冠状動脈コンピュータ断層撮影血管造影を使用して、心外膜脂肪組織の厚さを測定した。 同時に、超音波法により、上腹部と下腹部、大腿部の外側と前部、上腕三頭筋遠位部、ふくらはぎ内側部、腕橈骨筋など、体のさまざまな領域の皮下脂肪組織の厚さが検出されました。
細胞共培養モデルが確立されました 試験管内で 交感神経ニューロン、心外膜脂肪組織、心筋細胞間の関係をシミュレートするために、超微細構造分析と免疫蛍光分析を使用して共培養内の相互作用を研究しました。
結果
その結果、心外膜脂肪組織と交感神経ニューロンの両方とともに培養された心筋細胞は、重大な電気的異常、不整脈表現型、およびカルシウムイオン（Ca2+）一過性シグナル伝達の不規則性を示さなかったが、いずれも示されなかったことが示された。
さらに、この研究では、心外膜脂肪組織によって分泌されるレプチンが、交感神経ニューロンによる神経ペプチドYの放出を活性化する可能性があることが判明した。 この神経ペプチドは、心筋細胞上の Y1 受容体に結合し、カルシウム/カルモジュリン依存性プロテインキナーゼ II または CaMKII およびナトリウムイオン (Na2+)/Ca2+ 交換体の活性に影響を与えることにより、心拍リズムに異常を引き起こすと考えられています。
レプチンは、神経内分泌機能、代謝、恒常性、エネルギー消費などのさまざまなプロセスを調節するホルモンです。 また、腰部、副腎、腎交感神経を通る交感神経の流出を調節し、心血管系を刺激します。 レプチンの交感神経活動は、心拍数の増減や心臓の電気的特性の調節にもつながります。
しかし、結果は、レプチンまたは心外膜脂肪組織単独による心筋細胞の処理は心筋細胞のリズムを変化させず、レプチンは交感神経ニューロンとの共培養においてのみ不整脈誘発効果を有することを示した。 さらに、 中和抗体 レプチンまたは Y1 受容体の阻害剤、Na2+/Ca2+ 交換体、または CaMKII に対して、心筋細胞の不整脈表現型を部分的にブロックする可能性があります。
結論
全体として、この発見は、心外膜脂肪組織と交感神経ニューロンの間の相互作用が心筋細胞の不整脈表現型を引き起こすことを示した。 研究では、この表現型は、脂肪細胞から分泌されるレプチンが交感神経ニューロンを刺激して神経ペプチドYの放出を刺激することによって引き起こされることが示された。この神経ペプチドはY1受容体に結合し、CaMKIIおよびNa2+/Ca2+交換体の活性に影響を及ぼし、異常な心臓律動を引き起こす。
参考雑誌:
- Fan, Y.、Huang, S.、Li, S.、Wu, B.、Zhao, Q.、Huang, L.、Zheng, Z.、Xie, X.、Liu, J.、Huang, W.、 Sun, J.、Zhu, X.、Zhu, J.、Xiang, AP、および Li, W. (nd)。 脂肪神経軸は、心外膜脂肪組織に関連する心臓不整脈に関与しています。 セルレポート医学。 DOI: 10.1016/j.xcrm.2024.101559、 https://www.cell.com/cell-reports-medicine/fulltext/S2666-3791(24)00251-9
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#脂肪ニューロンと交感神経ニューロン間の相互作用が不整脈の原因となる
2024-05-15 02:57:00