기도 폐쇄에 의해 유발된 미주신경 반사
Abstract
*기도 무결성은 평생 동안 지속적으로 유지되어야 합니다. 감각 뉴런은 기도가 막히는 것을 방지하며, 순간마다 호흡 기능을 유지하기 위한 중요한 반사작용을 수행합니다. 폐 용량 감소는 여러 호흡기 질환에서 흔히 발생하며 생명에 위협이 되고, *폐허탈은 흉벽의 손상, 기흉 또는 기도의 압박으로 인해 급성으로 발생할 수 있습니다.
본 연구에서는 기도가 막혔을 때 발생하는 *미주신경의 신경 반사작용을 특징지었습니다. in vivo에서의 미주신경절 이미징을 통해, 기도를 압박할 때 반응하지만 기도가 늘어날 때는 반응하지 않는 특정 감각 뉴런을 발견했습니다. PVALB를 발현하는 미주신경 뉴런은 기도 폐쇄 반응을 매개하며, 신경상피체(NEBs)라 불리는 폐 상피 세포 집단에 연결됩니다. NEBs 혹은 PVALB 발현 미주신경을 자극하면 기도의 위험이 없을 때에도 헐떡거림이 유발되었고, 이들을 제거하면 기도 폐쇄에 대한 헐떡거림 반응이 사라졌습니다. 이러한 결과에 이어 Single-cell RNA sequencing을 통해 NEBs가 기계수용체 PIEZO2를 일관되게 발현하며, NEBs에서 Piezo2 발현을 targeted knockout하면 기도 폐쇄에 대한 반응이 사라진다는 것을 밝혔습니다. NEBs는 *Hering-Breuer 호흡 반사에서 중요하지 않는 것으로 밝혀졌으며, 이는 기도 폐쇄와 팽창을 감지하는 별개의 말단 구조물이 있음을 시사합니다.
촉감을 느끼는 과정에서 메르켈 세포의 역할과 유사하게, NEBs는 PIEZO2를 발현하는 상피 세포로서, 폐의 기계적 감각에서 중요한 역할을 합니다. 이러한 발견은 기도 내 뉴런의 다양성에 대한 이해를 넓히고, 기도 폐쇄를 감지하여 호흡 기능을 보존하는 전용 미주신경 경로의 존재를 드러냅니다.
* 기도 무결성(airway integrity): 호흡 과정에서 공기의 원활한 흐름을 보장하는 기도의 건강하고 온전한 상태.
* 폐허탈(lung collapse): 폐의 일부가 팽창한 상태를 유지하지 못하고 부피가 줄어든 상태.
* 미주신경(vagus nerve): 심장, 폐 및 소화 기관에 부교감 신경 기능을 제공하며 감각, 운동, 그리고 자율신경 기능을 담당하는 뇌신경
* Hering-Breuer 호흡반사(Hering-Brueur inspiratory reflex): 폐의 과도한 팽창을 막는 기능을 하는 반사 작용.