軸索誘導による神経・心筋細胞間ネットワーク形成~再生心筋における神経支配の構築

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神経栄養因子が神経突起伸長および心筋-神経接合に果たす役割を調べた。ラット新生仔の交感神経上頸神経節細胞と心室筋細胞を単離、1mmの間隔で近接培養を行い、Nerve growth factor(NGF)、Glial cell line-derived neurotrophic factor(GDNF)などの神経栄養因子添加した。NGF、GDNF添加5日後に、交感神経細胞の伸長、神経・心筋接合部の状態を、免疫染色法、電子顕微鏡で観察した。その結果、交感神経細胞と心筋細胞の近接培養系に、NGF(50ng/ml)またはGDNF(50ng/ml)を添加すると、神経栄養因子非添加群(CONT)と比較して、心筋細胞へ向かう交感神経細胞突起の伸長が明らかに促進した。その効果は、NGFに比べてGDNFでより顕著であった。電子顕微鏡による観察では、心筋細胞に接する神経細胞内に神経終末小胞が存在し、交感神経-心筋接合の形成が見られた。GDNF添加培養では心筋細胞におけるsynapsin I、β1アドレナリン受容体(BAR)が,CONT群やNGF添加培養群と比較して、有意に増加していた。以上より、神経栄養因子のGDNFとNGFは、ともに心筋細胞に向かう交感神経突起の伸長と心筋-神経の接合形成を有意に促進するが、その効果はGDNFでより顕著に見られた。GDNFを局所的に添加することにより、心筋における交感神経軸索誘導が可能と考えられた。