心臓は独自の「脳」を持っている(The heart has its own ‘brain’)

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2024-12-04 カロリンスカ研究所(KI)

カロリンスカ研究所とコロンビア大学の共同研究により、心臓が独自の神経系、いわば「小さな脳」を持ち、自律的に心拍を制御していることが明らかになりました。この神経ネットワークは、これまで考えられていたよりも多様で複雑であり、心拍リズムの維持に重要な役割を果たしています。研究はゼブラフィッシュをモデルに行われ、心臓内のニューロンが異なる機能を持つ複数のタイプに分類されることが確認されました。特に、ペースメーカー機能を持つ小さなニューロン群が特定され、心拍制御における新たな理解が得られました。この発見は、心臓疾患、特に不整脈の新たな治療法開発につながる可能性があります。今後、研究チームは心臓内の神経系と脳がどのように連携して心臓機能を調整しているのか、運動、ストレス、疾患などの条件下での相互作用を詳しく調査する予定です。

<関連情報>

ゼブラフィッシュの心臓内神経系の分子的、細胞的、機能的不均一性の解読 Decoding the molecular, cellular, and functional heterogeneity of zebrafish intracardiac nervous system

Andrea Pedroni,Elanur Yilmaz,Lisa Del Vecchio,Prabesh Bhattarai,Inés Talaya Vidal,Yu-Wen E. Dai,Konstantinos Koutsogiannis,Caghan Kizil & Konstantinos Ampatzis
Nature Communications  Published:04 December 2024
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-024-54830-w

心臓は独自の「脳」を持っている(The heart has its own ‘brain’)

Abstract

The proper functioning of the heart relies on the intricate interplay between the central nervous system and the local neuronal networks within the heart itself. While the central innervation of the heart has been extensively studied, the organization and functionality of the intracardiac nervous system (IcNS) remain largely unexplored. Here, we present a comprehensive taxonomy of the IcNS, utilizing single-cell RNA sequencing, anatomical studies, and electrophysiological techniques. Our findings reveal a diverse array of neuronal types within the IcNS, exceeding previous expectations. We identify a subset of neurons exhibiting characteristics akin to pacemaker/rhythmogenic neurons similar to those found in Central Pattern Generator networks of the central nervous system. Our results underscore the heterogeneity within the IcNS and its key role in regulating the heart’s rhythmic functionality. The classification and characterization of the IcNS presented here serve as a valuable resource for further exploration into the mechanisms underlying heart functionality and the pathophysiology of associated cardiac disorders.

生物化学工学
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