编辑推荐：
为探究 SAN 和 AVN 蛋白质组特征，研究人员对比分析其与心肌蛋白，发现差异，为心律失常研究奠基。
心脏，作为人体的 “发动机”，夜以继日地跳动，为全身输送血液。而心脏的正常跳动，离不开其内部精密的传导系统，其中窦房结（SAN）和房室结（AVN）起着关键作用。然而，长期以来，科学家们对这两个重要节点的蛋白质组学特征了解甚少。目前，心律失常是一种常见疾病，影响着超过 2% 的成年人，每年发病率达 0.5% ，与中风、心肌梗死和心力衰竭的发生率相当。尽管针对不同类型的心律失常已有多种治疗方法，但部分治疗效果仍不尽人意。深入了解 SAN 和 AVN 的蛋白质组学特征，有助于揭示它们的复杂本质，为开发更有效的心律失常诊断和治疗方法提供可能。
为了填补这一知识空白，来自波兰雅盖隆大学医学院、英国曼彻斯特大学等机构的研究人员展开了一项重要研究。该研究成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员主要运用了以下关键技术方法：一是样本采集，从 10 例健康成年人尸体解剖的心脏获取 SAN、AVN、右心房工作心肌（RAM）和右心室工作心肌（RVM）样本；二是采用液相色谱 - 串联质谱（LC-MS/MS）分析蛋白质；三是进行基因集富集分析（GSEA）探索相关通路；四是利用蛋白质 - 蛋白质相互作用网络分析蛋白质间关系；五是通过蛋白质免疫印迹（Western blot）分析验证部分蛋白质表达。
研究结果如下：
- 蛋白质鉴定与差异分析：通过 LC-MS/MS 测量，在所有样本集中共鉴定出 2752 种不同蛋白质。主成分分析（PCA）显示不同心脏区域存在显著差异，无监督层次聚类分析进一步证实数据质量良好。对比不同组织，发现了各区域特异性蛋白质，如 GYS1、GJA1 等在工作心肌中丰度较高，而 CACNA2D1、VIM 等在 SAN 和 AVN 中表达更高。
- 通路富集分析：与工作心肌相比，SAN 和 AVN 中与胰岛素样生长因子（IGF）转运和摄取调节、翻译后蛋白质磷酸化、谷胱甘肽代谢、碳水化合物代谢等相关通路上调，同时与免疫系统和细胞外基质相关的通路也更为活跃。而工作心肌中与收缩、呼吸电子传递和线粒体翻译相关的通路更为丰富。此外，SAN 和 AVN 之间也存在差异，SAN 中脂肪酸代谢、PPAR 信号通路等更为富集，AVN 则在细胞外基质组织、胶原蛋白生物合成等通路表现突出。
- 蛋白质相互作用网络分析：分析发现，SAN 和 AVN 与工作心肌相比，有一些共同上调的通路，如 IGF 通路、蛋白质磷酸化等。同时，SAN 中 PPAR 信号通路、脂肪酸生物合成等关键代谢通路更为活跃，这与 AVN 形成鲜明对比。
研究结论与讨论部分指出，该研究首次全面比较了人类 SAN 和 AVN 与工作心肌的蛋白质组学特征。研究发现，SAN 和 AVN 的蛋白质组与工作心肌存在关键差异，包括免疫系统的参与和细胞外基质相关通路的上调。此外，SAN 和 AVN 之间也有显著不同，SAN 在 PPAR 信号通路、戊糖磷酸途径等方面表现出独特性。这些结果为未来针对心脏传导系统的蛋白质特异性研究奠定了基础，有助于深入了解心脏各亚结构的功能差异，推动心律失常等心脏疾病的研究进展。不过，该研究也存在一定局限性，所分析的组织为死后 16 小时内采集的尸体解剖材料，可能导致部分敏感和低表达蛋白质的自溶。但利用人类心脏组织进行研究，仍是本研究的重要优势。未来研究应聚焦于确定 SAN 和 AVN 特异性上调的蛋白质，进一步深入理解这两个节点的蛋白质组，从而更深入地阐释其结构和功能。
