作為興奮性遞質(zhì)系統(tǒng)，谷氨酸遞質(zhì)系統(tǒng)控制神經(jīng)元的興奮性和傳導(dǎo)性。4月6日，同濟(jì)大學(xué)陳義漢院士團(tuán)隊(duì)在Cell Research在線發(fā)表研究論文，該研究證明了心房心肌細(xì)胞和竇房結(jié)起搏細(xì)胞存在內(nèi)源性的谷氨酸遞質(zhì)系統(tǒng)，該系統(tǒng)調(diào)節(jié)動作電位的產(chǎn)生和傳播，為心律失常防治帶來了新的策略。

心電活動驅(qū)動心臟收縮，心電活動的紊亂可以導(dǎo)致多種多樣的心律失常甚至心源性猝死的發(fā)生。正常情況下，人類個(gè)體的每一次心跳均由心臟起搏細(xì)胞釋放的電脈沖所觸發(fā)。起搏細(xì)胞可以比作心臟跳動的指令策源地或者控制中樞。傳統(tǒng)觀念認(rèn)為，起搏細(xì)胞釋放的電脈沖通過心臟的“導(dǎo)線”，也就是通過心臟的電傳導(dǎo)系統(tǒng)和心肌細(xì)胞間的縫隙連接通道，發(fā)送到每一個(gè)心肌細(xì)胞，從而引起心肌同步收縮和心臟的泵血，維持機(jī)體的血液供應(yīng)。同濟(jì)大學(xué)陳義漢院士團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)心房心肌細(xì)胞和竇房結(jié)起搏細(xì)胞存在內(nèi)源性的谷氨酸遞質(zhì)系統(tǒng)，該系統(tǒng)以類似大腦谷氨酸能神經(jīng)元的興奮和傳導(dǎo)模式在心房心肌細(xì)胞中行使功能，并且作為起搏細(xì)胞內(nèi)在固有模件顯著性地調(diào)控心臟起搏活動和心跳頻率。

針對心房心肌細(xì)胞的研究，陳義漢院士團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)：首先，在大鼠心房心肌細(xì)胞的質(zhì)膜下有大量含有谷氨酸的囊泡。其次，大鼠心房心肌細(xì)胞表達(dá)谷氨酸能遞質(zhì)系統(tǒng)的關(guān)鍵要素，例如谷氨酸代謝酶，離子型谷氨酸受體(iGluRs)和谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體。第三，iGluR激動劑引起iGluR門控電流并降低大鼠心房心肌細(xì)胞的電興奮性閾值。第四，iGluR拮抗劑在體外和體內(nèi)均顯著減弱大鼠心房心肌電脈沖的傳導(dǎo)速度。

敲除心房中兩種高度表達(dá)的iGluR亞型的GRIA3或GRIN1，大大降低了興奮易感性，并減慢了培養(yǎng)的人誘導(dǎo)多能干細(xì)胞衍生的心房心肌細(xì)胞的興奮性。最后，iGluR拮抗劑在大鼠離體心臟模型中有效預(yù)防和終止了房顫。另外，谷氨酸能遞質(zhì)系統(tǒng)的關(guān)鍵元件也存在于人心房心肌細(xì)胞中,并且顯示出電生理功能。

該研究數(shù)據(jù)揭示了一種內(nèi)在固有的谷氨酸能遞質(zhì)系統(tǒng)，可通過控制iGluR門控電流直接調(diào)節(jié)心房心肌細(xì)胞的興奮性和傳導(dǎo)性。該系統(tǒng)的操縱可能會為心律失常的防治開辟潛在的新途徑。

針對竇房結(jié)起搏細(xì)胞的研究中，陳義漢院士團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)起搏細(xì)胞類似于大腦皮層谷氨酸能神經(jīng)元。他們發(fā)現(xiàn)，無論在胚胎期還是在成年期，起搏細(xì)胞都具備該類型神經(jīng)元的細(xì)胞屬性和特征性分子元件。他們的研究證明，起搏細(xì)胞自身存在獨(dú)立而完整的谷氨酸遞質(zhì)系統(tǒng)，而針對谷氨酸遞質(zhì)系統(tǒng)的干預(yù)可以顯著性地改變心率。

眾所周知，傳統(tǒng)觀念認(rèn)為交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)關(guān)鍵性地調(diào)控心跳頻率，但是它們屬于心臟外來調(diào)控系統(tǒng)，該研究揭示谷氨酸遞質(zhì)系統(tǒng)充當(dāng)了心臟內(nèi)源性心率調(diào)控模件。該發(fā)現(xiàn)對心律失常特別是起搏細(xì)胞缺陷帶來的心動過緩或者心動過速的防治具有潛在重要意義。雜志配發(fā)同期述評，認(rèn)為此項(xiàng)研究第一次定義了起搏細(xì)胞的新的細(xì)胞屬性，為心律失常防治帶來了新的策略，代表了領(lǐng)域的概念性突破，開啟了一個(gè)研究方向。(記者 王春)

關(guān)鍵詞： 谷氨酸遞質(zhì)系統(tǒng)