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Science:重磅!亲联蛋白2切割竟可阻止心力衰竭产生

来源:本站原创 2018-11-11 20:23

2018年11月11日/生物谷BIOON/---美国爱荷华大学心脏研究员Long-Sheng Song博士及其团队在之前的研究中已证实一种称为亲联蛋白2(junctophilin-2, JP2)的结构蛋白对心跳至关重要,这种结构蛋白的丢失或破坏与心力衰竭有关。

如今,在一项新的研究中,来自美国爱荷华大学、中国上海交通大学和南通大学的研究人员着重关注JP2。他们以小鼠作为研究对象,揭示出在压力条件下,JP2被切割成两个片段。JP2的这种切割破坏了心脏细胞的结构和功能。他们令人吃惊地发现这两个新产生的JP2片段之一通过前往心脏细胞的细胞核中并关闭促进心力衰竭的基因表达来保护心脏免受损伤。相关研究于2018年11月8日在线发表在Science期刊上,论文标题为“E-C coupling structural protein junctophilin-2 encodes a stress-adaptive transcription regulator”。
Song说,“我们早就知道这种蛋白是一种结构蛋白,对肌肉功能非常重要,但是我们从未预料到它也具有调节基因表达的能力。这些研究结果揭示了心肌细胞拥有一种之前未知的用来抵抗心脏压力(cardiac stress)带来的破坏性影响的自我保护机制。”

诸如高血压、动脉阻塞或心脏病发作之类的心脏病症状都会给心脏带来压力。在细胞水平上,这种类型的压力激活了钙离子依赖性蛋白酶,即钙蛋白酶(calpain),从而将JP2切割成两个片段。这项新研究表明JP2的氨基端片段迁移至心脏细胞的细胞核中并启动可阻止心力衰竭的遗传改变。允许这个片段进入细胞核中并调节基因表达的DNA序列在从小鼠到人类的许多物种中是高度保守的。

为了证实JP2氨基端片段的有益作用,这些研究人员对小鼠进行基因改造,使得它们表达更高水平的JP2氨基端片段。当遭受心脏压力后,这些小鼠没有发生心力衰竭。相反地,经过基因改造后在心脏细胞的细胞核中丢失这种JP2氨基端片段功能的小鼠在遭受心脏压力后会以更快的速度发生心力衰竭。

Song说,“我们的研究结果表明增加心脏中的JP2氨基端片段或它的功能肽的水平可能有望成为一种治疗心力衰竭的策略。我们已获得了使用这种蛋白片段的专利,并打算研究在心力衰竭临床前动物模型中将它运送到心脏细胞中的基因治疗方法。”

除了在心肌中的作用外,JP2在其他类型的肌肉(骨骼肌和平滑肌)中大量存在,并且也起着重要的作用。这些新的研究结果表明JP2切割可能在所有类型的肌肉中起着抵抗压力的不利影响的作用。(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Ang Guo1, Yihui Wang1,2, Biyi Chen et al. E-C coupling structural protein junctophilin-2 encodes a stress-adaptive transcription regulator. Science, Published Online: 08 Nov 2018, doi:10.1126/science.aan3303.

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