左右星状神经节神经元电生理特性的比较研究及其性别差异分析

【字体: 时间:2025年06月06日 来源:Journal of Molecular and Cellular Cardiology Plus

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  推荐:本研究首次系统比较了小鼠左右星状神经节(LSG/RSG)神经元的电生理特性,揭示其相似的兴奋性模式(65%相位性放电)及性别差异(雄性MDP更低)。通过膜片钳技术证实LSG/RSG神经元可合并研究,为心脏交感神经调控研究提供标准化方案,对CPVT/LQTS等心律失常疾病的神经干预策略具有指导意义。

  

心脏作为生命的引擎,其节律和收缩功能受到交感神经系统的精密调控。位于脊柱两侧的星状神经节(stellate ganglia)是这一调控系统的关键枢纽,其中右星状神经节(RSG)主要支配窦房结调控心率,左星状神经节(LSG)则主导心室肌收缩功能。尽管临床发现星状神经节切除术能有效治疗遗传性心律失常如儿茶酚胺敏感性多形性室速(CPVT)和长QT综合征(LQTS),但左右神经节神经元的基础电生理特性差异仍属空白。更值得注意的是,前期转录组研究发现LSG中钾通道基因Kv
1.2(Kcna2)存在性别表达差异,这是否会导致电生理特性变化尚待证实。

针对这一科学问题,荷兰研究团队在《Journal of Molecular and Cellular Cardiology Plus》发表论文,首次对小鼠LSG和RSG神经元进行系统的电生理比较。研究采用酶解法分离神经元,通过膜片钳技术记录动作电位(AP)参数,分析500 ms去极化脉冲诱发的放电模式,并考察性别因素的影响。

研究首先建立了稳定的神经元分离培养体系,βIII微管蛋白染色证实获得的是功能性交感神经元。关键实验技术包括:1)双酶(Liberase TM+Elastase)消化法分离活体神经元;2)穿孔膜片钳技术记录AP参数(Vrest
, Vmax,dep
, APA等);3)分级电流刺激(0-200 pA)区分放电模式;4)超极化脉冲检测阳极突围兴奋性。

基本动作电位特性
研究发现神经元存在两种放电模式:65%呈相位性放电(刺激期<4个AP),35%为强直性放电(持续放电)。强直性神经元具有更大的AP振幅(85±3.0 vs 76±2.4 mV)和超射(28±1.8 vs 19±1.8 mV),且50%会自发兴奋,显著高于相位性神经元(P<0.05)。连续AP分析显示,第2个AP的上升最大速率(Vmax,dep
)即显著下降,反映钠通道快速失活特性。

性别差异分析
雄性神经元表现出更负的最小舒张电位(MDP:-55±1.7 vs -47±3.0 mV)和更高的阳极突围发生率(P≤0.05)。但其他AP参数(包括放电模式比例)无性别差异,说明前期发现的离子通道基因差异未显著影响基础电生理表型。

左右神经节比较
除RSG雌性神经元缺乏阳极突围现象外,LSG与RSG在AP参数、放电模式等方面无统计学差异。这一发现支持在基础研究中合并分析两侧神经元,但提示在特定病理模型中仍需考虑侧别差异。

讨论部分指出,该研究建立了首个小鼠星状神经节电生理数据库,揭示放电模式分化与靶器官支配的特异性可能相关——强直性神经元更易自发兴奋的特性可能与其支配较少靶细胞的特点相适应。虽然左右神经节功能分工明确(RSG调控心率、LSG影响收缩),但这种差异可能源于中枢调控或神经递质释放特性,而非单个神经元的固有电生理特性。

该研究的临床意义在于:1)为遗传性心律失常的神经机制研究提供标准化方案;2)证实性别因素对基础电生理影响有限,但提示疾病状态下可能存在差异;3)指导星状神经节干预策略的优化,如靶向特定放电模式神经元。局限性在于未能解析离子电流基础,未来可通过荧光标记分选神经元亚群进行深入机制探索。这项工作为心脏自主神经调控领域奠定了重要的基础电生理框架。

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