脂肪組織と交感神経ニューロンの相互作用が不整脈の原因

Cell Reports Medicine に掲載された最近の研究では、アルツハイマー病を発症するリスクのある高齢者における、急速眼球運動（REM）期の無呼吸イベントの頻度と言語記憶障害の程度との関連。言語記憶とは、口頭または書面で提示された情報を保持および想起する認知能力を指し、アルツハイマー病に特に脆弱です。

中国の科学者グループによる研究では、脂肪細胞、心筋細胞、交感神経ニューロンのin vitro共培養を使用して、心外膜脂肪組織と交感神経系と不整脈との独立した関係を調べました。彼らは、脂肪組織-神経系軸が不整脈発生に重要な役割を果たしていることを発見しました。

心臓の電気的または構造的異常による電気インパルスの形成と伝導の異常は、不整脈につながる可能性があります。これらの異常は遺伝性のものか、後天性の心臓病に関係している可能性があります。研究では、交感神経ニューロンが不整脈の発症に重要な役割を果たしていることが示されています。交感神経系の不適切な刺激による異常な電気回路の活性化と心室再分極の障害は、心室細動や頻脈、心房細動、さらには心臓死と関連しています。

最近の研究では、心外膜の脂肪組織が心房細動、心室細動、心室頻脈の発生と強く関連していることも示されています。さらに、心外膜脂肪組織は心筋に隣接しており、両者の接触を隔てる組織がないため、心外膜脂肪組織から分泌される炎症性サイトカインやアディポカインは電気的構造や心臓構造を変化させる可能性があります。しかし、心外膜脂肪組織と交感神経が相互作用するかどうか、またその相互作用が不整脈発生にどのような影響を与えるかは不明です。

研究について 本研究では、研究者らは、適切なヒト疾患モデルの不足や、十分な量の心臓、神経、脂肪組織を入手して増殖させることの難しさによる制限を回避するために、幹細胞から体外で心筋細胞、脂肪細胞、交感神経ニューロンを生成し、共培養モデルを確立して、心外膜脂肪組織と交感神経ニューロンの相互作用と心筋細胞への影響を研究しました。

血漿サンプルは、健康な対照群と発作性または持続性心房細動の患者を含む 53 人の参加者の末梢静脈と冠状静脈洞から採取されました。心外膜脂肪組織は、開胸手術を受けた持続性心房細動の患者からも採取されています。

脂肪形成幹細胞、ヒト胚性幹細胞、および胚性線維芽細胞から誘導されたヒト多能性幹細胞と人工多能性幹細胞は、細胞株および培養物の生成に使用されています。交感神経ニューロンを生成するために、連続誘導戦略が使用されました。交感神経ニューロンでは、神経細胞がヒト多能性幹細胞から誘導され、分化培地で培養されました。

脂肪形成幹細胞は、脂肪細胞分化培地で培養され、脂肪細胞分化が行われ、心外膜脂肪組織が得られました。定量的逆転写ポリメラーゼ連鎖反応 (qRT-PCR) を使用して、白色、褐色、およびベージュ色の脂肪組織マーカーの発現を測定しました。 2 次元単層分化技術を使用して、ヒト多能性幹細胞から心筋細胞を取得しました。

結果 結果によると、心外膜脂肪組織と交感神経ニューロンの両方で培養された心筋細胞は、どちらも培養されずに、顕著な電気的異常、不整脈表現型、およびカルシウムイオン (Ca2+) シグナル伝達の異常を示しました。

さらに、この研究では、心外膜脂肪組織から分泌されるレプチンが、交感神経ニューロンによる神経ペプチド Y の放出を活性化できることが示されました。この神経ペプチドは心筋細胞上の Y1 受容体に結合し、カルシウム/カルモジュリン依存性タンパク質キナーゼ II (CaMKII) とナトリウム (Na2+)/カルシウム (Ca2+) 交換輸送体の活性に影響を与えることで心拍リズムの異常を引き起こします。

結論 全体として、結果は、心外膜脂肪組織と交感神経ニューロンの相互作用が心筋細胞における不整脈表現型につながることを示しました。この研究では、この表現型は脂肪細胞から分泌されるレプチンによる交感神経の刺激によって引き起こされ、神経ペプチド Y の放出につながることが判明しました。この神経ペプチドは Y1 受容体に結合し、CaMKII と Na2+/Ca2+ 交換輸送体の活動に影響を及ぼし、異常な心拍リズムを引き起こします。