一直以来人们都认为,巨噬细胞起源于骨髓,并在周身循环,对细胞残片和外来异物展开吞噬。近年来,不断有研究发现巨噬细胞还在一些器官中常驻,并发挥着特殊功能。例如,巨噬细胞参与脂肪组织中的发热调节,脾脏和肝脏中的铁元素回收以及大脑中的突触修剪。这些非常规活动表明巨噬细胞有着极强的功能多样性[1]。
这次令人惊讶是,麻省总医院研究人员发现巨噬细胞还是帮助心脏正常跳动的关键因素!更让人惊讶的是,科学家们并没有发现心脏要如此有求于巨噬细胞的原因。最新研究成果发表在4月20日的《Cell》杂志上[2]。
心脏是维持人体血液循环的主要动力器官,它之所以能有规律地收缩和舒张,很大程度上依赖于窦房结(人体原装的心脏起搏器)发出的电冲动。电冲动从窦房结(SA)发出,一边传导到心房肌(AM),一边通过房室结(AV),传达到心室肌(VM)。心房肌和心室肌按照一定的节律性收缩,心脏才能有效地发挥泵血的作用。
心脏电信号传导通路
房室结作为心房和心室之间唯一的电冲动传导通道,在心脏的电信号传导系统中起着至关重要的作用。临床上,房室传导阻滞可导致心律失常,使心脏不能正常收缩和泵血,患者出现意识丧失、抽搐,严重者可致猝死[3]。因此,房室传导阻滞也是心脏起搏器植入治疗的主要病因。但目前高达60%房室阻滞病例的发生原因是未知的[4]。
在因心律失常而导致的猝死及心力衰竭、心肌梗死的相关病例中,已经有研究发现巨噬细胞在数量和表型上的异常变化[5]。此外,心脏的其他炎性疾病比如查加斯病(一种人兽共患的寄生原虫病,可在人体心脏中繁殖导致感染者猝死)和心肌炎,也会引起心脏电信号传导异常,这就让身在其中的巨噬细胞有点「瓜田李下」了。
心脏中具有大量常驻的巨噬细胞,它们穿梭于肌细胞、成纤维细胞和内皮细胞。尤其是在房室结节点中,巨噬细胞更为丰富。有研究发现巨噬细胞能够愈合心脏中损伤的组织[5],但这仍不能解释巨噬细胞为何常驻于正常心脏之中。那到底巨噬细胞对于正常的心脏功能有没有特殊作用呢?
研究人员先是通过免疫荧光分析,发现心脏中常驻的巨噬细胞具有Cx43蛋白的特异性表达。Cx43是一种细胞间隙连接蛋白,连接两个相邻细胞的细胞质,以使其能够传递信号。研究人员通过电子显微镜也观察到了房室结巨噬细胞与相邻心肌细胞之间直接的膜-膜接触。
巨噬细胞与心肌细胞这么亲密的接触,意味着一定存在点什么!为了验证这个假设,研究人员将心脏巨噬细胞与小鼠心肌细胞共同培养,然后记录跳动的心肌细胞和巨噬细胞的膜电位。数据显示巨噬细胞动作电位与心肌细胞动作电位保持同步。
这还不能说明什么,万一巨噬细胞只是被动同步的旁观者呢。为了排除这种可能,研究人员尝试在巨噬细胞中表达光激活蛋白,这样就可以通过光照实现对其膜电位变化的控制。进一步的数学建模分析证明,巨噬细胞可以通过Cx43蛋白连接到心肌细胞,对心肌细胞的电信号产生推动作用,帮助心肌完成收缩和泵血。也就是说,巨噬细胞在二者的关系中,并不是被影响者,而是巨噬细胞帮助了心脏跳动!
巨噬细胞“连接”心脏细胞,推动电信号,帮助心肌细胞收缩和心脏泵血
如果切断巨噬细胞与心肌细胞的联系,又会出现什么后果呢?研究人员通过一系列的对照试验,分析了巨噬细胞对心脏跳动的影响。有趣的是,在房室结巨噬细胞缺失和Cx43蛋白被抑制的小鼠实验中,小鼠的心电图都出现了明显的异常(PR间隔和房室结有效不应期出现了延长),通过房室结的信号传导也显着减慢。
也就是说,没了巨噬细胞的参与,房室结的电信号传导会出现阻滞,原本健康的心脏跳动,就会出现异常。看似完美的心脏电信号传导通路,为什么还额外需要巨噬细胞的帮助?文章表示具体原因还不得而知[2]。
不过可以确定的是,巨噬细胞是心脏电信号传递通路的重要参与者,其数量或功能的变化可能导致心律异常。研究人员推测,巨噬细胞也有可能在房室结以外的传导异常中「承担责任」,包括心房颤动和局部缺血引起的室性心律失常。
了解巨噬细胞对正常心脏传导和心律异常的贡献可能会产生新的病理生理学观点,并提出重点调控巨噬细胞的新型治疗策略。研究团队也正在探索巨噬细胞在健康心脏和信号传导常见疾病中的具体作用[6]。
研究人员称,如果巨噬细胞确实在疾病中发挥作用,那么它可以开辟新的治疗方向,因为这些免疫细胞自然状态下就要吞噬外来的异物,因此容易被靶向[7]。
[1] Davies, L.C., Jenkins, S.J., Allen, J.E., and Taylor, P.R.Nat. Immunol. 2013; 14: 986–995[2] http://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(17)30412-9
[3] Arrhythmias, sudden death and syncope.Rubart, M. and Zipes, D.P.: 909–921
[4] The aetiology of complete heart-block.Zoob, M. and Smith, K.S.BMJ. 1963; 2: 1149–1153
[5] Leukocyte behavior in atherosclerosis, myocardial infarction, and heart failure.Swirski, F.K. and Nahrendorf, M.Science. 2013; 339: 161–166
[6] http://www.massgeneral.org/about/pressrelease.aspx?id=2088
[7] https://www.sciencedaily.com/releases/2017/04/170420141857.htm
来源:奇点网 作者:王新凯
为你推荐

带状疱疹疫苗“遇冷”,百克生物2024年净利润腰斩
近日,国内疫苗龙头企业百克生物发布2024年年报,数据显示,其报告期内实现营收12 29亿元,同比下降32 64%;归属于上市公司股东的净利润2 32亿元,同比下降53 67%。对于营收...
2025-04-23 12:59

重庆常用药联盟接续集采中选结果
近日,重庆常用药联盟接续集采中选情况公布,该联盟由重庆牵头,联合湖北、广西、海南、贵州、云南、青海、宁夏、新疆及新疆生产建设兵团等十省(区、市)开展的药品集中带量采...
2025-04-21 18:48

全周期智控慢病,诺和诺德与京东健康开启战略合作
2025年4月21日,全球领先的生物制药公司诺和诺德与京东健康在北京正式签署战略合作协议,标志着双方在糖尿病和体重管理领域的合作进入新阶段。依托诺和诺德百年深耕慢病领域的专...
2025-04-21 15:57

康方生物1类新药依若奇单抗上市申请获批,用于中重度斑块状银屑病成人患者
该药是我国第一个且唯一获批上市的IL-12 IL-23“双靶向”单克隆抗体新药,是康方生物自身免疫性疾病领域首个获批上市的一类新药。
2025-04-21 13:39

阿斯利康乳腺癌1类创新药卡匹色替片中国获批
该药适用于联合氟维司群用于转移性阶段至少接受过一种内分泌治疗后疾病进展,或在辅助治疗期间或完成辅助治疗后12个月内复发的激素受体(HR)阳性、人表皮生长因子受体2(HER2)...
2025-04-21 11:02

辉瑞宣布终止一款口服GLP-1减肥药的临床开发
近日,辉瑞在其官网宣布,决定终止开发口服胰高血糖素样肽-1受体(GLP-1R)激动剂Danuglipron(PF-06882961),原因系在一项有关用药剂量的临床试验中,一名患者出现了可能由该...
2025-04-21 10:29

福建省医保局印发单列门诊统筹支付医保药品目录(2024年版)
根据2024年6月发布的《福建省医保药品单列门诊统筹支付管理办法(试行)》,为了让参保患者无需住院、在门诊就医也能用上国家谈判药品、享受医保待遇,将适用于门诊治疗、使用周...
2025-04-20 13:34

首批中国消费名品名单,医药健康企业有哪些?
近日,工业和信息化部办公厅发布首批中国消费名品名单,分为中国消费名品名单和中国消费名品成长企业名单。首批中国消费名品名单共包括93个企业品牌和43个区域品牌。中国消费名...
2025-04-20 11:17

携手共绘“个性化近视手术”新蓝图:爱尔眼科与爱尔康启动100家医院全光塑技术战略合作
双方将以技术共享为核心,以人才培养为支撑,以科研协作为纽带,全力推进屈光手术标准化诊疗体系建设,加速前沿技术在临床领域的普及应用
文/ 屈慧莹 2025-04-19 23:35

CDE:简化港澳已上市传统口服中成药内地上市注册审批申报资料及技术要求
允许香港、澳门特区本地登记的生产企业持有,并经香港、澳门特区药品监督管理部门批准上市且在香港、澳门特区使用15年以上,生产过程符合药品生产质量管理规范(GMP)要求的传统...
2025-04-18 18:54

君德医药完成近亿元A轮融资,加速推进创新药械组合平台建设与产品上市
本轮融资主要用于首个减重口服器械的注册及生产销售,以及加速多个核心创新药械组合技术平台的产品管线研发进程。
2025-04-18 14:34