科技日報記者 王春

作為興奮性遞質系統🏄🏿，谷氨酸遞質系統控製神經元的興奮性和傳導性。4月6日🕖☞，恒达平台陳義漢院士團隊在Cell Research在線發表研究論文🙇，該研究證明了心房心肌細胞和竇房結起搏細胞存在內源性的谷氨酸遞質系統🤚🏿，該系統調節動作電位的產生和傳播🈺，為心律失常防治帶來了新的策略。

心電活動驅動心臟收縮🐦，心電活動的紊亂可以導致多種多樣的心律失常甚至心源性猝死的發生👳🏿‍♂️。正常情況下，人類個體的每一次心跳均由心臟起搏細胞釋放的電脈沖所觸發💜👩‍🏭。起搏細胞可以比作心臟跳動的指令策源地或者控製中樞。傳統觀念認為🐦🦹🏿，起搏細胞釋放的電脈沖通過心臟的“導線”🦩🐿，也就是通過心臟的電傳導系統和心肌細胞間的縫隙連接通道，發送到每一個心肌細胞💂🏻‍♀️，從而引起心肌同步收縮和心臟的泵血，維持機體的血液供應。恒达平台陳義漢院士團隊發現心房心肌細胞和竇房結起搏細胞存在內源性的谷氨酸遞質系統✍🏼👨🏿，該系統以類似大腦谷氨酸能神經元的興奮和傳導模式在心房心肌細胞中行使功能，並且作為起搏細胞內在固有模件顯著性地調控心臟起搏活動和心跳頻率。

針對心房心肌細胞的研究🦪，陳義漢院士團隊發現🦹🏽‍♂️：首先，在大鼠心房心肌細胞的質膜下有大量含有谷氨酸的囊泡。其次，大鼠心房心肌細胞表達谷氨酸能遞質系統的關鍵要素，例如谷氨酸代謝酶🥶，離子型谷氨酸受體（iGluRs）和谷氨酸轉運體。第三，iGluR激動劑引起iGluR門控電流並降低大鼠心房心肌細胞的電興奮性閾值。第四🤦🏻‍♂️，iGluR拮抗劑在體外和體內均顯著減弱大鼠心房心肌電脈沖的傳導速度。

敲除心房中兩種高度表達的iGluR亞型的GRIA3或GRIN1，大大降低了興奮易感性，並減慢了培養的人誘導多能幹細胞衍生的心房心肌細胞的興奮性。最後，iGluR拮抗劑在大鼠離體心臟模型中有效預防和終止了房顫🅿️。另外🙅🏿‍♂️，谷氨酸能遞質系統的關鍵元件也存在於人心房心肌細胞中,並且顯示出電生理功能🏈。

該研究數據揭示了一種內在固有的谷氨酸能遞質系統🧘🏽‍♀️，可通過控製iGluR門控電流直接調節心房心肌細胞的興奮性和傳導性👐🏻。該系統的操縱可能會為心律失常的防治開辟潛在的新途徑🧏🏿。

針對竇房結起搏細胞的研究中🧑‍💻，陳義漢院士團隊發現起搏細胞類似於大腦皮層谷氨酸能神經元🧝🏼。他們發現🧖🏻‍♀️，無論在胚胎期還是在成年期🛷🕺🏿，起搏細胞都具備該類型神經元的細胞屬性和特征性分子元件🚄。他們的研究證明，起搏細胞自身存在獨立而完整的谷氨酸遞質系統，而針對谷氨酸遞質系統的幹預可以顯著性地改變心率。

眾所周知，傳統觀念認為交感神經和副交感神經關鍵性地調控心跳頻率🎉，但是它們屬於心臟外來調控系統🌱，該研究揭示谷氨酸遞質系統充當了心臟內源性心率調控模件。該發現對心律失常特別是起搏細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。雜誌配發同期述評，認為此項研究第一次定義了起搏細胞的新的細胞屬性，為心律失常防治帶來了新的策略，代表了領域的概念性突破，開啟了一個研究方向。

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