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Cell新发现:巨噬细胞传导电能,帮助心脏跳动

2017/04/22 来源:生物探索
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导读
4月21日Cell上发表了美国麻省总医院研究人员的发现:巨噬细胞有令人惊讶的新作用,它们对心脏的健康功能是必不可少的,有助于传导协调心跳的电信号。


这张图描述了心肌常驻巨噬细胞和心肌细胞之间的电生理相互作用。

美国麻省总医院领导的研究小组已经确定巨噬细胞(去除病原菌、细胞碎片和其他有害物质的白血细胞)有令人惊讶的新作用。相关论文于4月21日发表在Cell上,在文章中研究人员描述了他们的新发现:巨噬细胞对心脏的健康功能也是必不可少的,它们有助于传导协调心跳的电信号。

文章的通讯作者麻省总院系统生物学研究中心的Matthias Nahrendorf大夫说:“我们发现一种新的细胞类型与心脏传导有关,这可能会使我们更好地了解通常的心脏功能。真正让我感到惊讶的是巨噬细胞和心肌细胞耦合时,能够极化,改变它们的电荷。接下来,对巨噬细胞在心脏传导方面的作用研究可能导致心律失常新的治疗方法。”

巨噬细胞被发现存在于整个身体的组织中,最近已被证明和它们所在的组织相关有额外的功能,最有名作用是它们在免疫系统的吞噬和消化微生物、受损的细胞和外来物质。当巨噬细胞被用来修复受损的心脏组织时,它们在健康心脏内的存在表明心脏功能正常。Nahrendorf的研究目的是探讨巨噬细胞在传递和协调、刺激心肌收缩的电信号的潜在作用。


研究摘要图示

在小鼠的实验结果表明,在心脏的房室结(连接心房和心室的关键结构)的巨噬细胞更丰富。同样高浓度的巨噬细胞也被发现在人类尸检标本房室结存在。随后的动物实验中发现,巨噬细胞通过缝隙连接(协调心脏肌肉收缩的孔状结构)连接到心脏肌肉细胞,携带传导信号的电荷变化在巨噬细胞和相邻的心肌细胞之间被同步。


该图描述了一个细长的心脏常驻巨噬细胞(蓝绿色细胞)和传导心肌细胞(粉红色细胞)之间的电生理相互作用。

缺乏关键间隙连接蛋白的小鼠在房室结上显示信号传导异常缓慢,组织中缺乏巨噬细胞导致房室结发育的阻碍——在心房和心室之间传导的延迟。在人类患者中,这样的情况需要植入心脏起搏器。总体而言,研究结果表明:心脏巨噬细胞是心脏传导系统的重要参与者,其数量或属性的变化可能会导致心律失常。

参考资料

Macrophages Facilitate Electrical Conduction in the Heart

Macrophages shown to be essential to a healthy heart rhythm
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