脂肪组织与交感神经元之间的相互作用导致心律失常

《细胞报告医学》（Cell Reports Medicine）杂志最近发表的一项研究发现，快速眼动（REM）睡眠期间呼吸暂停事件的频率与阿尔茨海默病高危老年人的言语记忆受损程度之间存在联系。言语记忆是指保留和回忆口头或书面信息的认知能力，尤其容易受到阿尔茨海默病的影响。

中国科学院动物研究所的一项研究通过体外共培养脂肪细胞、心肌细胞和交感神经元，探究了心外膜脂肪组织和交感神经系统与心律失常之间的独立联系。研究发现，脂肪组织-神经系统轴在心律失常形成中起着重要作用。

由于心脏的电生理或结构异常，电脉冲的形成和传导异常可导致心律失常。这些异常可能是遗传性的，也可能与后天性心脏病有关。研究表明，交感神经元在心律失常的发病机制中起着重要作用。由于交感神经系统受到不适当的刺激，异常电回路的激活和心室复极化的紊乱与心室颤动、心动过速、心房颤动，甚至心源性死亡有关。

近期研究也表明，心外膜脂肪组织与心房颤动、心室颤动和室性心动过速的发生密切相关。此外，由于心外膜脂肪组织与心肌相邻，且两者之间无组织阻隔，其分泌的炎性细胞因子和脂肪因子可能改变电生理和心脏结构。然而，心外膜脂肪组织与交感神经元是否相互作用，以及它们如何影响心律失常的发生仍不清楚。

关于研究在本研究中，科学家通过从干细胞体外生成心肌细胞、脂肪细胞和交感神经元并建立共培养模型，研究心外膜脂肪组织与交感神经元之间的相互作用及其对心肌细胞的影响，克服了缺乏合适的人类疾病模型以及难以获取和扩增足够数量的心脏、神经和脂肪组织的局限性。

研究人员从53名参与者的外周静脉和冠状窦采集了血浆样本，其中包括健康对照组和阵发性或永久性心房颤动患者。此外，还从接受过开胸心脏外科手术的永久性心房颤动患者采集了心外膜脂肪组织。

利用人类多能干细胞和源自脂肪干细胞、人类胚胎干细胞和胚胎成纤维细胞的诱导多能干细胞建立细胞系并进行培养。采用序贯诱导策略获取交感神经元，其中神经细胞源自人类多能干细胞，然后在分化培养基中培养。

将脂肪干细胞在脂肪细胞分化培养基中培养，进行脂肪细胞分化，生成心外膜脂肪组织。采用定量逆转录聚合酶链式反应 (qRT-PCR) 检测白色、棕色和米色脂肪组织标志物的表达。采用二维单层分化技术，从人类多能干细胞分化成心肌细胞。

结果结果表明，与心外膜脂肪组织和交感神经元一起培养的心肌细胞（而非其中任何一种）表现出明显的电异常、心律失常表型和钙离子 (Ca2+) 信号传导受损。

此外，研究还表明，心外膜脂肪组织分泌的瘦素能够激活交感神经元释放神经肽Y。这种神经肽与心肌细胞上的Y1受体结合，通过影响钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ（CaMKⅡ）和钠（Na2+）/钙（Ca2+）交换器的活性，导致心律失常。

结论：总而言之，结果表明心外膜脂肪组织与交感神经元相互作用导致心肌细胞出现心律失常表型。研究表明，该表型是由脂肪细胞分泌的瘦素刺激交感神经元引起的，从而导致神经肽Y的释放。神经肽Y与Y1受体结合，影响CaMKII和Na2+/Ca2+交换器的活性，从而导致心律失常。