科学者らが心臓発作における脳の役割に新たな光を当てる : –

カリフォルニア大学サンディエゴ校の科学者らは、心臓発作を緩和する新たな方法につながる可能性のある、脳と免疫系の間の経路を発見した。彼らは、その回路の特定の部分を無効にすると、実験的に誘発された心臓発作を起こしたマウスの転帰を大幅に改善できることを示した。

「損傷はほぼ消失した」とUCSDの神経科学者は言う ヴィニート・オーガスティン、新しいことを主導したのは 勉強 火曜日に雑誌に掲載される 細胞。

神経免疫クロストークが心臓病にどのように関係するかは明らかではないように思えるかもしれませんが、神経系と免疫系のつながりは何十年も研究者を魅了してきました。一部の研究者は、呼吸、血圧、消化、その他の不随意機能を制御するために脳と他の器官の間で信号を伝達する巨大な線維の束である迷走神経に焦点を当てています。

重要な発見は 2000 年にあり、ニューヨーク州ロングアイランドにあるファインスタイン医学研究所の研究者らは、ラットの迷走神経を電気的に刺激すると、炎症を引き起こす免疫タンパク質の生成が抑制されることを示しました。

昨年7月、埋め込み型 迷走神経刺激装置 SetPoint Medical — 博士が共同設立した会社によって開発されました。 ケビン・トレーシー、ファインスタイン研究所所長 — 自己免疫疾患である関節リウマチ患者の治療法として FDA の承認を獲得しました。

以前の研究では、心臓血管系と神経系および免疫系との間の顕著な関連性も発見されていました。 1994 年の壊滅的なノースリッジ地震の日、 心臓突然死 ロサンゼルス郡では5倍以上に上昇した。同様のスパイクは、一か八かのスポーツイベントでも発生します。ストレスの多い瞬間には、私たちを守るために心拍数が急上昇します。

「脳は『おい、起きて走れ、死ぬぞ』と言うのです」と博士は言う。 カリャナム・シブクマール、UCLAの心臓電気生理学者。

このような闘争・逃走信号は緊急時には役立ちますが、長期的には有害な炎症を引き起こします。 「その後、心臓が腫れます。不整脈や心不全が起こります」と、 新しい解剖学アトラス 心の。

UCSD の現在の研究では、遺伝学と神経科学の最先端のツールを使用して、脳が心臓とどのように通信しているか、そして心臓発作における脳の役割をより正確に理解しています。

これは、迷走神経が脳と心臓の間で信号をどのように運ぶかを示しています。オーガスティン博士は、マウスが心臓発作を起こした際に、特定の迷走神経ニューロン（TRPV1発現ニューロン）が「文字通り損傷部位を包み込む」ことを発見したと述べている。彼のチームは、これらの神経細胞を介したコミュニケーションをブロックすることで、実験動物の心臓発作を遅らせたり、予防したりできるのではないかと考えました。

それは大胆なアイデアだった。4、5年前にオーガスティンがプロジェクトの初期段階について話したとき、一部の科学者はオーガスティンに「非現実的だ」と言ったものだ。

この実験は技術的に要求が高く、複数の研究者が長時間協力して作業する必要がありました。1人はマウスの心臓手術を行い、もう1人は脳内の特定の細胞を標的にし、他の研究者は生理学的な測定を行ったり、心臓をリアルタイムで画像化する心エコー検査を実施したりしました。

オーガスティンの研究室の博士研究員で、論文の最初の著者の一人であるサウラブ・ヤダブ氏は、「どの段階でも軽微なエラーがあれば、実験全体に支障をきたす可能性がある」と電子メールで述べた。 「自分が引き受けすぎたのではないか、あるいは単に飛躍が大きすぎるのではないかと思う瞬間がありました。」

その後、「信じられないほど心強い」瞬間が訪れた、とヤダブ氏はNPRに語った。研究チームは、TRPV1 神経細胞のこの小さなグループをオフにし、ポンプ効率と心臓の収縮に関連する電気信号の顕著な改善を確認しました。そしてそれはまさに最初の勝利でした。

TRPV1 ニューロンは、心臓から体温、喉の渇き、空腹、睡眠を調節する脳深層構造である視床下部に信号を伝えます。視床下部の他の細胞はこれらの信号を受け取り、別の神経細胞群に中継し、心臓に戻って炎症を引き起こす免疫タンパク質を放出します。心臓-脳-免疫ループの3つの結合点のいずれかを遮断すると、マウスの心臓発作の合併症が軽減されたとUCSDチームは報告している。 細胞。

「この論文の発見は非常に印象的です」と彼は言います キャメロン・マカルパインマウント・サイナイのアイカーン医科大学の神経免疫学者であるが、この新しい研究には関与していなかった。

マカルパイン氏は、心臓発作が免疫系や神経系に大きな変化を引き起こすことは以前から知られていたが、特定のグループの神経細胞の活動を正確に操作するための遺伝的アプローチなど、研究者が「これを本当に深いレベルで研究できるツールや技術」を開発したのはここ5、6年のことだという。

オーガスティンによれば、この分野の研究は、概念的な分裂、つまり脳が体の他の部分に信号を送信する司令センターであるという考えのせいで、何年も停滞していたという。臨床医は「臓器自体に注目していましたが、神経系は無視されていたようです」と彼は付け加えた。 「それにより多くのサイロが生じました。」

現在、神経系と免疫系への関心が高まっています。これらのシステムは「体内の実質的にすべてに影響を与えます」と彼は言います。 「この分野は本当に爆発しています。」

マウスの発見がヒトでの臨床試験に入るまでにはまだ何年もかかるが、さらなる研究の結果、承認された迷走神経刺激装置が心臓発作に有用であることが証明される可能性がある、と述べている アジアロール、イスラエルのテルアビブ大学の神経免疫学者。彼女のチームは、 脳の報酬ネットワーク 心臓発作だけでなく、細菌感染や癌など、さまざまな状況でマウスの炎症を調節することができます。

今後の実験では、例えば神経細胞が正確に何を感知しているのか、また神経細胞がどのように心臓細胞と通信しているのかなどを研究することで、彼のチームは心臓-脳-免疫回路を具体化する予定だとオーガスティン氏は述べている。

マカルパインらは2024年の論文で、心臓発作によって免疫細胞が脳に送り込まれ、 深い睡眠を促進する。

増え続ける研究は、脳と免疫のつながりが症状によってどのように異なって現れるかを示しており、各研究チームが特定した特定の経路よりも「おそらくはるかに複雑である可能性が高い」とロールズ氏は電子メールでNPRに語った。それぞれの操作は、血流、血管新生、代謝などの他の多くの経路に影響を与える可能性があります。と呼ばれる国立衛生研究所のプログラム 状態を緩和するための周辺活動の刺激 (SPARC)）は、病気を軽減するために神経回路を刺激する研究に資金を提供しています。

シブクマール氏は新たなテーマを認識しています。 「人々が受け取るべきメッセージは、なんと、科学者たちは非常にエキサイティングなことをやっているということだ。しかし、文字通り、私たちは古代の知識の上に構築しているのだ」と彼は言う。迷走神経の刺激に関する研究は、「仏陀が言ったこと、つまり瞑想せよ。私はそれを禅心臓学と呼んでいます」を裏付けています。