科学家揭示大脑在心脏病发作中的关键作用新机制Scientists shed new light on the brain's role in heart attack | KGOU - Oklahoma's NPR Source

环球医讯 / 心脑血管来源:www.kgou.org美国 - 英语2026-01-28 12:17:58 - 阅读时长5分钟 - 2337字
加州大学圣地亚哥分校研究团队在《细胞》杂志发表突破性成果,首次阐明大脑通过迷走神经与免疫系统交互影响心脏病发作的完整神经回路机制。他们发现表达TRPV1的神经元直接环绕心脏损伤部位,阻断该回路特定节点可显著减轻小鼠心肌炎症、改善泵血功能并预防心律失常,为开发新型心脏病疗法提供了理论基础。这项研究颠覆了传统器官中心治疗范式,证实神经系统调控在心血管疾病中的核心作用,未来或可将现有迷走神经刺激器技术转化为心梗治疗新手段,标志着神经免疫学在心脏病学领域的革命性进展。
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科学家揭示大脑在心脏病发作中的关键作用新机制

加州大学圣地亚哥分校的科学家发现了一条连接大脑与免疫系统的通路,这可能为缓解心脏病发作提供新方法。研究表明,关闭该回路的特定部分可显著改善实验性诱导心脏病发作小鼠的预后。

"损伤几乎完全消失,"领导此项新研究的加州大学圣地亚哥分校神经科学家维尼特·奥古斯丁(Vineet Augustine)表示,该研究于周二发表在《细胞》杂志上。

虽然神经免疫交互与心脏病的关联看似不明显,但神经与免疫系统之间的联系数十年来一直吸引着研究者。部分研究者聚焦于迷走神经——这束巨大的神经纤维负责在大脑与其他器官间传递信号,控制呼吸、血压、消化等非自主功能。

关键突破出现在2000年,纽约长岛费恩斯坦医学研究所(Feinstein Institutes for Medical Research)的研究者证实,电刺激大鼠迷走神经可抑制驱动炎症的免疫蛋白生成。

去年七月,由费恩斯坦研究所所长凯文·特雷西(Kevin Tracey)联合创立的SetPoint Medical公司开发的植入式迷走神经刺激器获得FDA批准,用于治疗类风湿关节炎患者。

早期研究还揭示了心血管系统与神经、免疫系统之间的显著关联。1994年北岭大地震当日,洛杉矶县突发性心脏死亡人数激增五倍以上。类似峰值也出现在高压力体育赛事期间。在应激时刻,心率急剧升高是人体的自我保护机制。

"大脑会说:快跑,否则你会死,"加州大学洛杉矶分校心脏电生理学家卡利亚纳姆·希夫库马尔(Kalyanam Shivkumar)解释道。

尽管此类"战斗或逃跑"信号在紧急情况下有益,但长期作用会触发有害炎症。"随后心脏肿胀,出现心律失常和心力衰竭,"希夫库马尔表示,他正主导创建心脏新解剖图谱的研究项目。

加州大学圣地亚哥分校的当前研究运用遗传学与神经科学的最先进工具,更精确地解析了大脑如何与心脏通讯及其在心脏病发作中的作用。

研究揭示了迷走神经如何在大脑与心脏间传递信号。奥古斯丁指出,在小鼠心脏病发作期间,某些迷走神经元(表达TRPV1的神经元)"直接环绕损伤部位"。团队推测,阻断这些神经细胞的通讯或可减缓甚至预防实验动物的心脏病发作。

这是个大胆的设想——奥古斯丁在项目初期向同行阐述时,曾被部分科学家称为"不切实际"。

实验技术要求极高,需多名研究者长时间协作:一人对小鼠实施心脏手术,另一人靶向大脑特定细胞,其余人员实时监测生理指标并进行超声心动图检查。"任何环节的微小失误都可能毁掉整个实验,"奥古斯丁实验室博士后、论文共同第一作者萨拉布·亚达夫(Saurabh Yadav)通过邮件表示,"当时我常怀疑自己是否承担过重,这是否是难以跨越的鸿沟。"

随后迎来"令人振奋"的时刻。亚达夫向NPR透露,团队关闭TRPV1神经元小群体后,观察到心脏泵血效率和收缩相关电信号显著改善。这仅是首个胜利。

TRPV1神经元将信号从心脏传递至下丘脑——这个深脑结构调节体温、口渴、饥饿和睡眠。下丘脑其他细胞接收信号后,将其转达给另一神经细胞簇,后者将信号传回心脏并释放驱动炎症的免疫蛋白。加州大学圣地亚哥分校团队在《细胞》杂志报告称,阻断心-脑-免疫环路中任意三个节点均可缓解小鼠心脏病发作并发症。

"本文发现相当令人印象深刻,"未参与此项研究的西奈山伊坎医学院(Icahn School of Medicine at Mount Sinai)神经免疫学家卡梅伦·麦克阿尔派恩(Cameron McAlpine)表示。

尽管他和其他研究者早已知晓心脏病发作会引发免疫与神经系统重大变化,但麦克阿尔派恩指出,近五六年才开发出"可在深层级研究此现象的工具与技术"——例如精准调控特定神经细胞群活动的遗传学方法。

奥古斯丁表示,该领域研究曾因概念割裂而停滞多年——即认为大脑是向全身发号施令的指挥中心。临床医生"专注于器官本身,而神经系统被忽视",他补充道,"这造成了诸多研究孤岛。"

如今,神经与免疫系统研究热潮正盛。他指出,这些系统"几乎影响你身体的所有功能","该领域正在真正爆发。"

尽管小鼠研究成果尚需多年才能进入人体试验,但特拉维夫大学神经免疫学家阿西娅·罗尔斯(Asya Rolls)认为,经批准的迷走神经刺激器经进一步研究后或可应用于心脏病发作治疗。其团队已证实大脑的奖赏网络可在多种场景(包括细菌感染、癌症及心脏病发作)中调节小鼠炎症。

奥古斯丁表示,未来实验将通过探究神经细胞感知的具体内容及其与心肌细胞的通讯机制,进一步完善心-脑-免疫回路图谱。

在2024年发表的论文中,麦克阿尔派恩团队报告称心脏病发作会将免疫细胞送入大脑以促进深度睡眠。

日益积累的研究表明,脑-免疫连接在不同疾病中表现各异,罗尔斯通过邮件向NPR表示,"其复杂性很可能远超各研究团队所识别的特定通路"。每次调控可能影响多条通路,如血流、血管化和新陈代谢。美国国立卫生研究院资助的"刺激外周活动缓解疾病计划"(SPARC)正推进神经回路刺激治疗疾病的研究。

希夫库马尔观察到一个新兴主题。"人们应意识到,天哪,这些科学家正取得激动人心的突破。但本质上我们是在古老知识基础上构建,"他表示,"迷走神经刺激研究支持佛陀的教导:冥想。我称之为禅宗心脏病学。"

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