- 새로 발견된 심장 세포 유형의 장애는 특정 선천성 심장 이상 및 광범위한 자율 신경계 상태의 기초가 될 수 있습니다.
- 심장 신경교(cardiac nexus glia)라고 불리는 세포는 심장 박동수와 심장 리듬 모두에서 중요한 역할을 하는 것으로 나타났습니다.
- 이전에 과학자들은 nexus glia가 중추 신경계에서만 발생한다고 믿었습니다.
신경교 세포는 신경계 전체에 존재하며 정상적인 발달과 기능에 중요합니다.
전문가들은 이러한 세포를 신경계의 주요 기능에 따라 분류합니다. 아형에는 피복 아교세포, 소교세포 및 성상교세포가 포함됩니다.
신경계는 중추신경계(CNS), 말초신경계(PNS), 자율신경계(ANS)로 구성된다. 후자의 두 가지는 함께 작동하여 근육 운동, 소화, “투쟁 또는 도피” 반응, 호흡, 순환 및 심박수를 포함한 비뇌 기관 시스템 및 기능을 제어합니다.
이제 연구자들은 발달과 기능 모두에 중요하고 특정 선천적 이상 및 기타 심장 질환을 설명할 수 있는 심장에서 새로운 유형의 신경교 세포를 발견했습니다.
인디애나주 노트르담대학교 생물학과 부교수인 코디 스미스(Cody Smith) 박사와 동료들은 2010년 플로스 생물학. 또한 기능과 위치에 대해 간략하게 설명합니다.
스미스 박사는 제브라피시, 생쥐, 인간의 조직을 활용하여 성상교와 유사한 세포를 찾는 과정에서 세포가 있는 유출로(OT)라고 불리는 심장 부위를 정확히 찾아냈습니다.
이러한 심장 연결 신경교의 새로운 발견은 종에 걸쳐 일관되었습니다. 흥미롭게도 OT의 이 영역은 심장 건강에 영향을 미칩니다.
발달 면에서 CNS의 신경 세포는 일반적으로 PNS와 ANS의 신경 세포보다 우선하므로 Smith 박사와 그의 팀은 이러한 성상교 세포 집단이 심장에 도달하기 전에 기원을 찾았습니다. 그는 zebrafish 모델을 사용하여 이러한 신경교 세포의 출처가 후뇌에 위치한 신경 능선임을 확인했습니다.
제브라피시 배아가 수정된 지 24시간 이내에 아교 세포가 심장으로 이동하기 시작했습니다. 4일에 그들은 구약을 채웠습니다. 그곳에서 세포의 일부는 심장 신경교세포로 분화되고 다른 일부는 심근세포와 평활근 세포로 분화됩니다.
Smith 박사의 팀은 나중에 마우스와 인간의 심장 조직 모두에서 이러한 성상교세포의 존재를 확인했습니다. 이전 연구와 달리 신경교 발달에 선행한 것은 성상교였습니다. 이것은 신경교가 없는 경우에만 뉴런의 축삭 분기가 발생한다는 점을 감안할 때 설명하기 어려웠습니다.
Astroglia와 심장 기능
이러한 심장 연결 신경교가 심장 관련 자율 기능을 조절한다는 가설을 테스트하기 위해 Smith 박사와 그의 팀은 종에 걸쳐 세포를 제거하거나 절제했습니다. 평균적으로 절제된 샘플은 분당 20회 이상의 심박수를 증가시켰습니다. 심박수의 리드미컬한 증가는 심실 빈맥으로 알려져 있습니다.
심실 빈맥은 OT에서 이온 활성의 불균형으로 인해 발생하기 때문에 과학자들은 이 영역에서 심장 신경교의 부재가 주요 원인인지 여부를 알고 싶었습니다.
이를 위해 그들은 다른 지역, 특히 심방(심장 상부의 방)에서 심장 신경교를 절제했습니다. 심박수에는 영향이 없었으며, 이는 OT 영역에서 심장 신경교의 중요성을 확인시켜줍니다.
또한, 그들은 ANS의 교감신경 및 부교감신경 분지에 대한 이 심장 신경교 분열의 상당한 하류 효과를 밝혀냈습니다. 심장 신경교의 화학적 조작은 심실 세동(불규칙한 심장 박동)의 지속 시간을 크게 증가시켜 부정맥에서 교감 신경계의 반응성 역할을 나타냅니다.
Smith 박사는 선천성 심장 기형의 30%가 OT 기능 장애와 직접적인 관련이 있다고 언급했습니다. 그러나 이것이 특히 발달 과정에서 심장 신경교의 이상으로 인한 것인지 여부는 불분명합니다.
심혈관 시스템의 뉴런 이해
성상교세포 조작과 심장 기능에 대한 이러한 새로운 실험 데이터에도 불구하고 이것이 인간의 심장 질환으로 어떻게 또는 어떻게 변환되는지는 아직 알려지지 않았습니다.
선천성 심장 이상은 임신 중에 자궁에서 쉽게 감지할 수 있는 반면, 노년의 심혈관 문제는 다인성이며 유전과 생활 방식의 복잡한 상호 작용을 포함합니다.
심장에서 성상교세포가 발견된 것이 극도의 스트레스나 감정 상태와 심장 문제 사이의 잠재적 연결의 기초가 될 수 있는지 묻는 질문에 Smith 박사는 이 새로운 연구가 아직 번역되지 않았다고 말했습니다. 그는 말했다 오늘의 의료 뉴스:
“이러한 세포의 생리학적 역할을 알기에는 너무 이르다고 생각합니다. 우리는 그들의 역할을 이해하는 가장 초기 단계에 있습니다. […] 당신이 언급한 임상 관찰에 관해서는 제브라피시와 같은 모델 시스템에서 더 많이 연구하기 시작하면서 이 분야에서 인간에 대해 조사할 수 있는 더 좁은 질문 세트를 알게 되기를 바랍니다.”
그럼에도 불구하고, 이 세포 발견은 다소 예상치 못한 것이며 심장 신경생물학 분야의 미래 발견의 선구자가 될 수 있습니다.
“우리는 알려지지 않은 신경생물학에 매료되어 이 프로젝트를 시작했지만 아마도 건강한 심장을 갖는 것과 관련된 세포를 발견했을 것입니다. 그러나 기초 과학에 대한 투자는 불꽃이었습니다.”라고 Smith 박사는 설명했습니다.
“신경계의 다른 신경교 세포와 마찬가지로 우리는 신경계 기능에서 신경교의 역할에 대해 빙산의 일각에 있는 것처럼 보입니다. 현장에서 일하는 것은 흥미진진한 시간입니다.”
