神經膠質(zhì)細胞是心髒發育和功能(néng)的關鍵調節劑

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神經膠質(zhì)細胞是心髒發育和功能(néng)的關鍵調節劑(圖1)

顯示心髒神經膠質(zhì)細胞(綠色)的心髒組織部分(fēn)與神經元(藍色)和心髒細胞(紅色)相互作(zuò)用(yòng),可(kě)能(néng)調節心髒功能(néng)。信用(yòng):妮娜 Kikel-Coury,抄送 4.0

發現表明神經膠質(zhì)細胞在其他(tā)器官中(zhōng)也可(kě)能(néng)很(hěn)重要。

根據今天(2021 年11 月 18日)在開放獲取期刊PLOS 生物(wù)學(xué)上發表的一項新(xīn)研究,心髒中(zhōng)的神經膠質(zhì)細胞有(yǒu)助于調節心率和節律,并推動其在胚胎中(zhōng)發育, 作(zuò)者 Nina Kikel-Coury、Cody Smith和聖母大學(xué)的同事。這一發現提供了迄今為(wèi)止對以前知之甚少的關鍵細胞群的最詳細描述。

神經膠質(zhì)細胞是一組多(duō)樣化的細胞類型,最初以希臘語中(zhōng)的膠水命名(míng),包括圍繞和滋養神經元的細胞,以及在中(zhōng)樞神經系統内産(chǎn)生免疫反應的其他(tā)細胞。在外周神經系統中(zhōng),膠質(zhì)細胞存在于多(duō)個器官中(zhōng)并且可(kě)能(néng)活躍,包括腸道、胰腺、脾髒和肺,盡管在大多(duō)數情況下它們的功能(néng)尚不清楚。

最近,已經報道了心髒中(zhōng)表達已知星形膠質(zhì)細胞标志(zhì)物(wù)的細胞群,發育中(zhōng)的心髒的一部分(fēn)稱為(wèi)流出道,其中(zhōng)包括一組源自稱為(wèi)神經嵴的胚胎結構的細胞,神經嵴是大多(duō)數細胞的來源。外周神經膠質(zhì)細胞

這些有(yǒu)趣的線(xiàn)索引導作(zuò)者更深入地研究這些細胞的特性和功能(néng)。從斑馬魚開始,他(tā)們在心室中(zhōng)發現了大量的細胞,這些細胞可(kě)以産(chǎn)生膠質(zhì)原纖維酸蛋白(GFAP),一種經典的神經膠質(zhì)标記物(wù)。在小(xiǎo)鼠和人類的心髒中(zhōng)也發現了 GFAP 陽性細胞。這些細胞在早期發育過程中(zhōng)集中(zhōng)在所謂的流出道中(zhōng),這是一種在發育過程中(zhōng)在心髒中(zhōng)形成的結構,有(yǒu)助于連接心室和離開心髒的動脈的通路。殺死這些細胞會增加胚胎心髒中(zhōng)神經發育的速度,這表明它們在心髒神經支配中(zhōng)起抑制或延遲作(zuò)用(yòng)。通過各種方法,包括在遷移時跟蹤單個标記的細胞,研究人員表明,居住在流出道中(zhōng)的神經膠質(zhì)細胞開始它們在神經嵴中(zhōng)的旅程。他(tā)們将這些細胞稱為(wèi)神經膠質(zhì)細胞

但是這些神經膠質(zhì)細胞在成熟心髒中(zhōng)的作(zuò)用(yòng)是什麽?當作(zuò)者移除細胞時,心率增加;當細胞通過剝奪驅動其神經膠質(zhì)發育的關鍵基因而減少時,導緻心髒不規則跳動。周圍神經系統的一個主要分(fēn)支稱為(wèi)自主系統,通過其兩個分(fēn)支交感神經和副交感神經系統調節生理(lǐ)學(xué)的許多(duō)方面,包括心率。通過用(yòng)增加一個分(fēn)支或另一個分(fēn)支活動的化學(xué)物(wù)質(zhì)處理(lǐ)斑馬魚,他(tā)們發現心髒神經膠質(zhì)細胞通過調節兩個分(fēn)支來控制心率。

結果極大地擴展了對神經膠質(zhì)細胞在心髒中(zhōng)的作(zuò)用(yòng)的理(lǐ)解,并表明神經膠質(zhì)細胞也可(kě)能(néng)在其他(tā)器官的發育和功能(néng)中(zhōng)發揮關鍵作(zuò)用(yòng)。史密斯說:“我們的研究結果表明,器官相關神經膠質(zhì)網絡存在廣泛且未充分(fēn)探索的網絡,其功能(néng)作(zuò)用(yòng)取決于環境。” “因此,鑒于它們對器官生理(lǐ)學(xué)的潛在影響,有(yǒu)必要進一步了解這些特殊的星形膠質(zhì)細胞群。”

Smith 補充說:“人們對 PNS 中(zhōng)的星形膠質(zhì)細胞樣細胞知之甚少。我們表明,星形膠質(zhì)細胞樣細胞在發育早期發揮作(zuò)用(yòng),以調節心髒的自主神經系統控制。”

參考文(wén)獻:Kikel-Coury NL、Brandt JP、Correia IA、O'Dea MR、DeSantis DF、Sterling F 等人于 11 月 18 日發表的“對心髒發育和功能(néng)的關鍵調節因子的星形膠質(zhì)細胞樣心髒神經膠質(zhì)細胞的鑒定” 2021,公(gōng)共科(kē)學(xué)圖書館生物(wù)學(xué)。
DOI:10.1371/journal.pbio.3001444

資金:這項工(gōng)作(zuò)得到了聖母大學(xué)、伊麗莎白和邁克爾·加拉格爾家族 (CJS)、聖母大學(xué) (CJS) 斑馬魚研究和幹細胞再生醫(yī)學(xué)中(zhōng)心、阿爾弗雷德(dé)·P·斯隆基金會 (FG) 的支持-2017-9531)(CJS) 和美國(guó)國(guó)立衛生研究院 (DP2NS117177)(CJS)。資助者在研究設計、數據收集和分(fēn)析、發表決定或手稿準備方面沒有(yǒu)任何作(zuò)用(yòng)。


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