哈佛最新成果登《Nature》！华人青年学者全用中文署名，破解心血管领域难题

2026年1月28日，哈佛大学医学院StephenD.Liberles教授为唯一通讯作者在全球顶尖学术期刊《Nature》发表了题为"Vagal blood volume receptors compensate for haemorrhage and posture change"。哈佛大学为论文的第一完成单位。论文的共同第一作者为刘志凯和卢珊。

值得注意的是，本文的三位华人学者以全部以中文署名。

颅神经如同精密的“信号线路”，密集支配着心脏与血管系统，其中感觉神经元承担着关键的“监测职责”——实时报告血压波动、呼吸气体浓度及组织损伤等核心生理信息。长期以来，动脉压力感受器在全身生理调节中的作用已被科研界充分阐明，但迷走神经心脏机械感受器的具体功能却始终迷雾重重，核心症结在于心血管系统的闭环结构的复杂性，使得相关信号的解析难以突破，而该研究正是针对这一科研难题展开的探索。

不同的 PIEZO2 神经元能够感知血液和气道体积的变化（图源自

Nature

该研究的核心突破，在于利用小鼠基因工具，成功识别出一组对循环血量高度敏感的特殊神经元，这类神经元能够启动一种精准的反射机制，有效补偿直立姿势下心脏充盈量减少的生理变化，同时在机体遭遇出血情况时发挥代偿作用，维持心血管系统的基本稳定，为破解迷走神经心脏机械感受器功能之谜提供了全新突破口。

研究团队通过一系列精密实验发现，迷走神经中的PIEZO2神经元在心脏内会形成特征性的终末突触，具备独特的生理响应特性：当受到光遗传刺激时，会引发血压降低的明确反应；更关键的是，这类神经元的活动与心跳完全同步，每次心房、心室收缩时，都会呈现出血容量依赖性的信号变化，如同心脏的“实时监测器”，精准捕捉每一次搏动中的血容量波动。

为进一步验证PIEZO2神经元的功能，研究团队开展了基因敲除与神经元切除实验：当敲除Piezo2基因，或在迷走神经节中切除PIEZO2神经元后，小鼠体内与心跳相关的神经活动彻底消失，随之出现明显的直立性低血压症状——即从卧位转为直立体位时，收缩压、舒张压会出现异常下降，伴随头晕、乏力等典型表现；同时，在创伤性失血场景下，小鼠的心血管稳定性被严重破坏，无法启动有效的代偿机制，进一步证实了PIEZO2神经元在血容量监测与心血管调节中的核心作用。综合所有实验结果，研究明确得出结论：迷走神经感受器能够精准监测心脏的搏动周期，并启动与血容量相关的反射机制，成为维持循环系统稳定的“关键抓手”。

从生理机制来看，大脑作为人体的“指挥中枢”，始终监控着全身器官的生理机能，确保机体维持内环境稳态。来自身体各部位的感官信号持续向大脑反馈，其中心血管系统的监测尤为关键——专门的感知神经元会实时传递血液的压力、体积、化学成分等信息，保障心脏输出量与组织灌注处于合理范围，帮助机体适应各类环境压力：无论是高海拔徒步时的氧气供应不足，还是日常站立时重力对血液循环的影响，这套监测系统都能快速响应、精准调节。

值得注意的是，血压调节的精准度直接关系到人体健康，哪怕是短暂的调节失误，都可能引发头晕、昏厥甚至受伤等风险；除此之外，心血管信号还与情绪调节密切相关，例如通过光遗传学技术诱导心跳加速时，机体还会同步出现焦虑情绪，这也进一步印证了心脏-大脑轴在生理机能、行为及情绪控制中的核心地位，而迷走神经正是连接心脏与大脑的关键“桥梁”。

目前已知，迷走神经与舌咽神经共同为心脏及周边血管提供主要的感觉神经支配，参与调控四种核心心血管反射，各自承担着不同的生理功能：

其一，压力感受器反射，作为心血管系统的“即时稳定器”，能够快速检测动脉血压的瞬时变化，及时反馈信号以稳定心血管输出量。这类感受器的终端主要分布在大动脉、颈动脉窦和主动脉弓处，每一次心脏搏动都会感知血管壁的伸展程度，实现血压的实时调控；此前研究已证实，只有在压力感受器神经元中同时敲除Piezo1和Piezo2基因，才会消除这一反射，单独敲除其中任一基因均不会影响其功能。

其二，低氧性呼吸反应，由位于颈动脉体和主动脉弓的动脉化学感受器介导，这类感受器通过组织内的球状细胞（glomus cells）检测体内低氧水平，一旦发现氧气不足，便会触发神经弧反应，加快呼吸频率，增加氧气摄入，缓解低氧状态。

其三，Bezold–Jarisch反射，这是一种机体的防御性反射，当受到细胞因子、损伤相关化学物质刺激，或出现异常心室收缩时，会被激活，进而导致心动过缓和低血压，减少心肌耗氧量，保护心脏免受进一步损伤。

编辑、审核：石瑾鹏

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