心臟“第二大腦”神經元分工揭示

每一次心跳，不僅由大腦“指揮”，還受到心臟內部一個神秘神經系統的調控。美國耶魯大學醫學院研究團隊首次揭示了這一神經網絡如何維持心臟正常功能，并發現不同類型神經元分工協作，分別負責維持基礎心功能和應激狀態下的心臟穩定。這項發現顛覆了長期以來認為心臟神經元功能單一的傳統認識，為開發更精準的神經調控療法提供了基礎。相關成果23日發表于《細胞》雜志。

這一神經網絡被稱為心臟的“第二大腦”，由分布在心臟周圍脂肪組織中的神經元組成，不僅彼此傳遞信息，也與大腦保持通信，是調控心臟功能神經通路中的最后一級“執行者”。不過，這些神經元極其稀少，僅占心臟組織細胞總數約0.01%，其生理功能一直不明確。

此次，研究團隊利用基因工程技術，對小鼠心臟中的全部神經元進行標記，并結合單細胞RNA測序、高分辨率成像等技術進行分析，最終識別出兩類具有不同分子特征的心臟神經元，并發現它們具有不同的神經連接方式和生理功能。

其中，一類名為Npy+的神經元主要接收迷走神經輸入，負責副交感神經對心率和冠狀動脈灌注的調控。激活這類神經元后，小鼠心率明顯下降；將其清除后，小鼠發生心力衰竭并死亡。這說明，Npy+神經元能夠在心跳過快時發揮制動作用，也是維持基礎心功能不可或缺的一部分。

另一類Ddah1+神經元則主要接收交感神經輸入，對維持應激狀態下心臟電活動穩定至關重要。實驗發現，約2/3缺失這類神經元的小鼠，在測量血壓或其他生理、心理應激刺激下，都會因心率驟降而死亡。激活Ddah1+神經元則可提高小鼠在應激狀態下的存活率。

研究進一步發現，這兩類神經元對應的標志基因在人類心臟神經元中同樣存在表達，提示人類可能具有類似的調控機制。

心臟內在神經系統與心肌梗死、心力衰竭和心律失常等疾病密切相關。此前，臨床用于治療心律失常的心房消融術已利用這一神經系統進行干預，但由于相關機制尚不明確，治療仍缺乏足夠精準性。