综述：心肌病中TTN突变的研究进展与展望

《Frontiers in Pharmacology》：An overview of insights and updates on TTN mutations in cardiomyopathies

本综述系统阐述了肌联蛋白(TTN)基因突变在扩张型心肌病(DCM)、肥厚型心肌病(HCM)、致心律失常性右心室心肌病(ARVC)和限制型心肌病(RCM)等心肌疾病中的关键作用。文章详细解析了TTN基因结构（含364个外显子）、N2B/N2BA亚型功能差异及其通过可变剪接调控心肌被动张力的分子机制，特别强调了A-band区截断突变(TTNtv)与DCM的强相关性（占家族性病例25%）。同时探讨了RNA结合基序蛋白20(RBM20)调控TTN剪接的病理机制，并展望了反义寡核苷酸(ASO)和CRISPR-Cas9基因编辑等靶向治疗策略的临床应用前景。

　　

1 引言

作为横纹肌收缩的基本结构单元，肌小节中的巨型丝状蛋白——肌联蛋白(TTN)占据着核心地位。TTN基因位于2号染色体q31区，包含364个外显子，编码人体内已知最大的蛋白质，分子量高达≤4 mDa，长度可达27,000-33,000个氨基酸。TTN横跨半个肌小节，从Z盘延伸至M线，在结构上发挥着生物弹簧的功能。

TTN由四个区段组成：Z线作为N端区域将TTN锚定在肌小节Z盘；I带中的N2B和PEVK区域构成主要的弹簧样元件；由免疫球蛋白样(Ig)区域和纤连蛋白结构域交替组成的刚性A带，为肌球蛋白丝提供稳定锚定位点；C端结构域与肌球蛋白尾结合，沿粗丝轴向分布。这种结构特点使TTN不仅能作为结构支架，还可能通过与肌球蛋白头相互作用，参与调节粗丝稳定性和肌肉收缩过程中的力生成。

除了结构功能，TTN在肌小节组装、机械传感和信号转导中至关重要。其广泛的可变剪接产生三种主要亚型：N2A、N2B和N2BA。成年心肌细胞中主要表达N2B和N2BA两种亚型，其中N2BA更长、顺应性更好，而N2B更短、更僵硬，两者以不同方式贡献于心肌弹性。

2 TTN突变的机制研究

在健康成人心脏中，N2BA和N2B亚型分别约占TTN蛋白的30%-40%和60%-70%，维持着调节心肌细胞硬度的关键平衡。N2B区域作为蛋白质相互作用的重要支架，与DRAL/FHL2、FHL1等四半LIM域蛋白家族成员结合，同时还是小热休克蛋白(sHSPs)如αB-晶状体和HSP27的结合位点。蛋白激酶A(PKA)和蛋白激酶G(PKG)在N2B区域介导的磷酸化事件能显著降低TTN的被动张力。

PEVK区域作为钙离子(Ca²⁺)和钙结合蛋白S100A1的调控热点，其与肌动蛋白、原肌球蛋白、nebulin和calpain-1等多种蛋白的相互作用，体现了该区域的多功能性。研究显示，calpain 1(Capn1)和calpain 3(Capn3)通过与其在PEVK区域的特异性结合位点相互作用，调节肌肉维持和重塑过程。

RNA结合基序蛋白20(RBM20)作为关键的RNA剪接因子，对TTN剪接和亚型表达具有重要调控作用。RBM20水平降低会显著破坏TTN剪接，导致心肌病发生。最近研究使用反义寡核苷酸(ASO)精准抑制Rbm20表达，成功减轻了扩张型心肌病严重程度，甚至逆转了心功能不全和重构。

TTN的M线区域特征性地包含一个丝氨酸-苏氨酸激酶结构域(TK)，该结构域通过与其自抑制尾的分子内相互作用精细调控TTN表达和蛋白质周转。在M线末端，TTN与DRAL/FHL2、myomesin和M蛋白等关键结构功能伙伴形成稳固的三元复合物。

3 TTN与心肌病的关联性

在TTN突变相关的多种表型中，扩张型心肌病(DCM)仍然是最具临床意义和特征明确的疾病。对766例患者的大规模测序显示，近14%的DCM患者携带至少一种TTN基因突变。家系研究发现，TTN截断突变(TTNtv)是DCM最常见的遗传病因，家族性变异约占病例的25%，散发性变异约占18%。

基因型-表型相关性分析揭示，TTN不同区域的突变对疾病外显率、严重程度和结局产生显著不同影响。A带区的截断变异（具有高比例剪接指数PSI评分）与DCM的关联更强，疾病优势比更高；而I带和Z盘区的变异因可变剪接可能部分缓解其致病性。

TTN突变还与其他心肌病的病理生理学相关，包括限制型心肌病(RCM)和致心律失常性右心室心肌病(ARVC)。在ARVC患者中发现的c.8687C>T (p.Thr2896Ile)错义突变，可能损害TTN I带中高度保守的免疫球蛋白样结构域10的结构完整性。

在肥厚型心肌病(HCM)中，已发现四个重要的TTN错义突变，这些突变通过不同机制产生功能获得效应。其中一个Z线突变(c.2219G>T, p. Arg740Leu)显著增加与α-辅肌动蛋白的结合亲和力，而N2B外显子49的突变(c.12347C>A, p. Ser4116Tyr)则增强TTN与DRAL/FHL2的相互作用。

4 结论

作为人体内最大的蛋白质，TTN在心脏生理学和心血管疾病发病机制中扮演着关键而尚未完全明晰的角色。尽管研究已揭示TTN在肌原纤维组装、结构稳定和细胞内信号转导中的重要作用，但关于该基因在心肌病和更广泛心脏病谱中的具体作用机制仍存关键问题。是否所有TTN突变携带者都必然会出现导致心力衰竭的心脏改变？还是始终需要环境、遗传或表观遗传因素的"二次打击"才能推动疾病进展？

随着大规模定量数据方法的快速发展和普及，我们正处于解答这些迫切问题的前沿。对TTN功能的深入理解不仅有助于揭示心脏疾病的发生机制，更为遗传性和获得性心肌病的靶向治疗策略开发提供了宝贵机遇，为改善患者预后带来新的希望。