鼓動する心臓細胞内の微細な管はショックアブソーバーのように機能する

科学者らは最先端の顕微鏡を使用して、拍動中の心臓細胞の内部を観察し、ショックアブソーバーのように、曲がってから元の形に戻る管状の構造を明らかにした。 詳細は Science に掲載されています。各心筋細胞の内部には、微小管と呼ばれる小さな構造があります。 ペンシルバニア州ペレルマン医科大学の研究者らは、高解像度の高速顕微鏡を使用して、これらの動的フィラメント（長い間、非常に硬いと考えられていた）が細胞の収縮のたびに力を受けて座屈し、その後元の長さと形に戻る様子を観察した。 これらのビデオは、健康な心臓の鼓動の仕組みや、心臓細胞の異常な硬化がどのように心臓病に寄与しているのかについて、新たな洞察を提供しています。

心筋の完全な収縮はわずか 10 分の 1 秒で起こります。 このビデオはそれをリアルタイムで示しています。 (画像: ペンシルベニア大学ペレルマン医科大学ベン・プロッサー博士の研究室)

微小管は構造的なサポートを提供し、細胞内荷物を輸送する際の細胞の移動を可能にします。 科学者たちは、生きた心臓細胞内のすべての可動部分を観察するのに苦労しており、その正確な役割と機能は少し謎のままです。 また、心筋の完全な収縮がわずか 10 分の 1 秒で起こることも役に立ちません。

上: 安静時の心筋細胞内の微小管。 下: 鼓動する心筋細胞内で収縮した微小管。 (画像: ペンシルバニア大学ペレルマン医科大学ベン・プロッサー博士の研究室)

共著者のベンジャミン・プロッサー氏と彼の同僚は、げっ歯類から採取した心臓細胞の内部の仕組みを捉えることに成功した。

彼らは、微小管がこれまで想定されていたような硬い棒ではなく、折れることなく座屈して圧力に耐える能力を備えた柔軟なフィラメントであることを発見した。

研究者らはまた、微小管が座屈する程度がチロシンとして知られる化学基に依存することも学びました。 この化学物質を除去すると、微小管の曲がりが大きくなり、心臓細胞の収縮がより困難になりました。

これは、心筋肥厚患者など、特定の心疾患に対する新薬につながる可能性がある重要な洞察だ。

[科学]

上: 微小管 (青色で表示) が収縮する様子を示すスローモーション ビデオ。 (画像: ペンシルベニア大学ペレルマン医科大学ベン・プロッサー博士の研究室)