托马斯杰斐逊大学的研究团队已经完成了人类心脏神经元的第一个 3D 图。该小组表示,这些信息揭示了对神经元和心脏病发作以及其他心脏病的作用的基本见解。该团队表示,虽然大脑是心脏的主要控制器,但心脏有自己的“小大脑”,称为心内神经系统 (ICN)。ICN 支持心脏健康并可以在心脏病发作期间保护心肌,但目前尚不清楚它究竟是如何完成这些作用的。
ICN 知之甚少,科学家们不知道它们在心脏中的位置,它们是如何连接的,以及它们的分子特性是什么。该大学的科学家现在已经能够详细回答这些问题。研究人员与来自不同研究小组和行业合作伙伴的科学家合作,创建了一个双方法管道。
一种方法涉及一种称为刀刃扫描显微镜的新成像技术,该技术使研究人员能够建立整个啮齿动物心脏的精确三个模型。该研究标志着该技术首次用于心脏研究。第二种方法使用称为激光捕获显微切割的技术对单个神经元进行采样以进行基因表达分析,并精确绘制心脏 3D 结构内的各个位置。
创建的 3D 地图揭示了 ICN 以前未知的复杂性。研究人员发现,构成 ICN 的神经元位于心脏底部(顶部)的连贯簇带中,心脏的静脉和动脉在此处进出。ICN 还沿着左心房的长度延伸到心脏后部。它们也靠近某些关键的心脏结构,如窦房结。
研究小组比较了雄性和雌性大鼠心脏,发现神经元在空间和基因表达上的组织方式存在性别差异。科学家们说,由于他们知道神经元相对于心脏结构的位置,现在能够提出诸如刺激一个位置或选择性刺激特定神经元是否会对心脏功能产生影响等问题。该团队表示,他们“为未来研究的无限可能性奠定了基础。”