摘要：稳态心脏中组织固有的巨噬细胞的特异功能尚未知晓，但美国麻省总医院研究人员的发现：由于CX43的参与，心脏巨噬细胞可通过远端房室结促进电传导。巨噬细胞CX43后天敲除或先天性缺乏则会延迟房室传导，Cd11b^DTR小鼠巨噬细胞逐步消融可诱导房室传导阻滞，这些观察包括正常巨噬细胞和心脏传导异常的巨噬细胞。

十九世纪晚期，巨噬细胞被定为防御机体、抵御病原体的吞噬细胞，最近，固有巨噬细胞存在于所有组织并维持器官特定的功能，这一概念已得到认可。一些非常规活动突出了巨噬细胞的功能多样性及其执行能力的特异性。但我们对心肌巨噬细胞的特定功能是知之甚少。

近期，Maarten Hulsmans团队发现巨噬细胞有令人惊讶的新作用，它们对心脏的健康功能是必不可少的，不仅确定了远端房室结区固有巨噬细胞的丰度，可直接调节心肌细胞电特性，促进心脏电传导，巨噬细胞可成为治疗心律不齐的新靶点。该成果发表于2017年4月份cell期刊。

结果

巨噬细胞大量存在于房室结（AV）

    巨噬细胞是否均匀分布于心脏内，是否存在于传导系统中还尚未知晓。为了研究巨噬细胞的存在和空间分布，研究者们对Cx3 cr1 GFP/+小鼠的整个AV节点进行了成像处理，绿色荧光蛋白(GFP)标记识别出了心脏巨噬细胞。此外，为了比较在AV节点和LV心肌细胞中的巨噬细胞数目，利用流式细胞技术和组织学来研究显微解剖组织。结果表明，大鼠的AV节点比LV有更高的巨噬细胞密度，稳定状态的心肌组织细胞主要来自于胚胎的卵囊祖细胞，并通过单核细胞原位增殖而保持独立。

图1.AV节点中存在固有心肌细胞               图2. AV节点中巨噬细胞含量丰富

    该团队还研究了6例人类新鲜的AV节点中巨噬细胞，并验证人类巨噬细胞标记CD68和CD163。结果表明：与小鼠相比，巨噬细胞在人类的AV节点中并非均匀分布。巨噬细胞除了在AV节点中富集外，也存在于维体中，呈脊髓状。

图3.巨噬细胞存在于人类AV节点中

Cx43是巨噬细胞与心肌细胞联系的桥梁

为了确定AV节点巨噬细胞是否表达了产生缝隙连接蛋白，该团队评估了AV节点白细胞中6个Cx蛋白。结果显示：AV节点巨噬细胞主要表达Cx43。Cx43定位于巨噬细胞-心肌细胞相互作用的位点上。这就表明了这些类型细胞之间存在缝隙连接交流，通过使用全细胞修补钳来研究巨噬细胞附着的心肌细胞的膜电位，确认膜电位来自于巨噬细胞，而心肌细胞则为静息膜动作电位。相对于心肌细胞而言，独立的心脏巨噬细胞静息膜电位会降低。独立的心肌细胞不能自发的去极化。与心肌细胞相关的巨噬细胞的静息膜电位比独立的巨噬细胞更容易呈负电位。

图4. AV节点巨噬细胞对心肌细胞进行了调节并改变了其电生理特性

为了探究巨噬细胞和心肌细胞之间相互作用的结果，我们研究了巨噬细胞和AV心肌细胞之间的电子相互作用的数学模型，模型结果表明，当心肌细胞与巨噬细胞耦合时，心肌细胞静息膜电位会进一步降低，这一效应会随着间隙的传导而增加。并且巨噬细胞数量的增加加速了心肌细胞重极化。巨噬细胞中活化的ChR2，可控制其膜电位。当被ChR2被激发，阳离子通道Ch R2会变构，随着Na⁺的高导率的增加，即可增加离子的渗透性。结果表明，心脏巨噬细胞可以通过包含Cx43的缝隙连接到心肌细胞。这导致了巨噬细胞周期性的去极化，调节了心肌细胞的电生理特性，并改善了AV节点传导。

图5. AV节点巨噬细胞的光遗传学刺激改善了节点传导

敲除巨噬细胞中Cx43会延迟AV的传导

上述实验表明，AV节点中巨噬细胞可以促进传导。为了研究Cx43在巨噬细胞中的重要性，确定Cx43如何影响AV节点的功能，对Cx₃cr1 Cx43^-/-小鼠进行了活体电生理(EP)的研究。结果显示，Cx₃cr1 Cx43^-/-小鼠的PR间隔，AH间隔，以及AV节点有效的耐火时间均有所延长。为了探讨先天性巨噬细胞缺失对AV节点传导的影响，我们对缺乏巨噬细胞的Csf1^op小鼠进行了EP研究。实验结果表明，缺少巨噬细胞的AV节点的Csf1^op小鼠中PR间隔和AV节点有效的难治期均有所延长。同时，Csf1op小鼠的房室和心室难治期也有所增加。从而证明了敲除巨噬细胞中Cx43会延迟AV的传导。

图6. 巨噬细胞中后天敲除或先天性缺乏Cx43会延迟AV的传导

讨论

正常心肌中存在大量的巨噬细胞已被认可，巨噬细胞通过Cx43-containing缝隙连接远端AV节点心肌细胞。Cx43-containing缝隙连接存在于在人类、兔子和老鼠中AV节点组织中。Cx43在紧凑节点中表达式相对较少，但在较低的节点束中能够被观察到。受损的AV节点（巨噬细胞特异性Cx43基因被敲除）传导表明Cx43在AV节点上功能重要性。心肌细胞在电耦合的巨噬细胞驱动下有节奏的去极化，这反过来又改变了耦合性心肌细胞的电生物学特性。巨噬细胞的电紧张性负荷促使静息性心肌细胞减少，降低其动作电位上升的速度和超调量，并有助于其早期的复极化。这些改变会缩短心肌细胞的动作电位的心跳频率，然而工作的心肌细胞的静息膜电位的去极化可能会损害因钠通道失活而引起的兴奋和传导，但AV节点细胞的去极化主要取决于钙离子通道 。

临床上，AV块是心脏起搏器植入的一个常见标志，但高达60%的AV块发病率成因尚未知晓。巨噬细胞通过改变表型和数量来响应心肌梗塞和心衰，以及与心性猝死相关的征兆。糖尿病引起的心脏巨噬细胞激活可引发心律失常。其他的炎症性疾病，包括恰加斯、莱姆、肉瘤和心肌炎均可引起传导异常。确定这些条件是否仅通过影响心肌细胞和特定的传导组织来，或者心脏巨噬细胞产生AV块显得尤其重要。了解巨噬细胞对正常心脏传导的贡献，以及心脏节律异常，可能会产生新的病理生理的见解，并提出新的治疗策略。

赫贝点评：

Maarten团队确定了AV结中巨噬细胞新的功能-促进心脏传导，且报道了Cx43在传导过程中的重要性。这对巨噬细胞对正常心脏传导以及心脏节律异常奠定了基础，除了作为免疫细胞在抗菌、促进伤口愈合发挥作用外，巨噬细胞也可成为治疗心率不齐的新靶点，在将来，口服一种药物既可增加免疫力，又能促进心脏功能，可期。

但是，在非AV节点之外，巨噬细胞是否也能够促进心脏传导，是否也是Cx43参与发挥了作用？其作用机制又是如何呢？除了这些问题尚且有待于进一步研究之外，，巨噬细胞在遗传传导异常和传导系统的发展中扮演的角色也需要进一步研究。除此之外，该成果何时能够成功应用于临床也尚未知晓。