本報(bào)訊?近日，同濟(jì)大學(xué)陳義漢院士團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，心房心肌細(xì)胞和竇房結(jié)起搏細(xì)胞存在內(nèi)源性的谷氨酸遞質(zhì)系統(tǒng)，該系統(tǒng)以類似大腦谷氨酸能神經(jīng)元的興奮和傳導(dǎo)模式在心房心肌細(xì)胞中行使功能，并且作為起搏細(xì)胞內(nèi)在固有模件顯著調(diào)控心臟起搏活動(dòng)和心跳頻率。相關(guān)研究成果分別在線發(fā)表于《細(xì)胞研究》和《蛋白質(zhì)與細(xì)胞》。

正常情況下，人類個(gè)體的每一次心跳均由心臟起搏細(xì)胞釋放的電脈沖所觸發(fā)。起搏細(xì)胞好比心臟跳動(dòng)的指令策源地或者控制中樞。傳統(tǒng)觀念認(rèn)為，起搏細(xì)胞釋放的電脈沖通過心臟的“導(dǎo)線”（即心臟的電傳導(dǎo)系統(tǒng)和心肌細(xì)胞間的縫隙連接通道）發(fā)送至每一個(gè)心肌細(xì)胞，從而引起心肌同步收縮和心臟泵血，維持機(jī)體血液供應(yīng)。

研究人員發(fā)現(xiàn)，大鼠心房心肌細(xì)胞的表面膜下富含谷氨酸囊泡；大鼠心房心肌細(xì)胞具備谷氨酸遞質(zhì)系統(tǒng)的關(guān)鍵要素，例如谷氨酸代謝酶、離子型谷氨酸受體（iGluR）和谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體；iGluR激動(dòng)劑可以引起iGluR門控電流并降低大鼠心房心肌細(xì)胞的電興奮性閾值；iGluR拮抗劑在體外和體內(nèi)均顯著減弱大鼠心房心肌電脈沖的傳導(dǎo)速度。敲除心房中兩種高度表達(dá)的iGluR亞型GRIA3或GRIN1，可以大幅降低心房心肌細(xì)胞的興奮易感性，并且減慢由培養(yǎng)的人誘導(dǎo)多能干細(xì)胞衍生的心房心肌細(xì)胞的興奮性；iGluR拮抗劑在大鼠離體房顫模型中可以有效預(yù)防和終止房顫；谷氨酸遞質(zhì)系統(tǒng)的關(guān)鍵元件也存在于人心房心肌細(xì)胞中，并且顯示出電生理功能。

這項(xiàng)研究展示了一個(gè)全新的心肌細(xì)胞電生理活動(dòng)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)的操縱可能為心律失常的防治開辟新途徑。

在針對(duì)竇房結(jié)起搏細(xì)胞的研究中，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)起搏細(xì)胞類似于大腦皮層谷氨酸能神經(jīng)元。研究發(fā)現(xiàn)，無論在胚胎期還是成年期，起搏細(xì)胞都具備該類型神經(jīng)元的細(xì)胞屬性和特征性分子元件。研究證明，起搏細(xì)胞自身存在獨(dú)立而完整的谷氨酸遞質(zhì)系統(tǒng)，而針對(duì)谷氨酸遞質(zhì)系統(tǒng)（例如谷氨酸受體或者轉(zhuǎn)運(yùn)體）的干預(yù)可以顯著改變心率。

該發(fā)現(xiàn)對(duì)心律失常，特別是由起搏細(xì)胞缺陷引起的心動(dòng)過緩或者心動(dòng)過速的防治具有重要意義。（黃辛）

相關(guān)論文信息：

https://doi.org/10.1038/s41422-021-00499-5

https://doi.org/10.1007/s13238-020-00820-9