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综述:心肌细胞信号传导功能障碍与心脏病
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月07日 来源:Current Opinion in Cell Biology 6.0
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这篇综述聚焦心肌细胞信号通路(如cGAS-STING、NLRP3炎症小体、Hippo-YAP等)在心脏疾病(心衰、心律失常、心肌病)中的关键作用,揭示了其异常调控导致心肌功能损伤的机制,并探讨了靶向这些通路(如AMPK、微管PTMs)的治疗潜力。文章强调解析信号网络复杂性对开发心脏疾病精准疗法的重要性。
心肌细胞不仅参与机械收缩,还能通过模式识别受体(PRRs)如Toll样受体(TLRs)和NOD样受体(NLRs)启动免疫反应。在心肌梗死、缺血/再灌注损伤等病理条件下,心肌细胞通过cGAS-STING-IRF3通路感知线粒体DNA或损伤相关分子模式(DAMPs),触发I型干扰素(IFN)和炎症因子(IL-1β、IL-18)释放。例如,STING激活可诱导心肌肥厚,而抑制该通路能减轻糖尿病心肌病和化疗药物心脏毒性。值得注意的是,心肌细胞特异性敲除IRF3可改变梗死边缘区的干扰素反应基因谱,提示靶向心肌细胞固有免疫可能避免全身免疫抑制的副作用。
微管作为心肌细胞骨架的核心组件,其动态修饰(如去酪氨酸化、乙酰化)直接影响收缩功能和电传导。微管去酪氨酸化通过增加心肌细胞黏弹性抑制收缩,而抑制该过程可改善人类衰竭心脏的收缩-舒张功能。在LMNA突变心肌病中,微管乙酰化水平下降导致核膜机械损伤,而微管解聚剂秋水仙素或组蛋白去乙酰化酶抑制剂Tubastatin A能恢复心脏功能。此外,微管网络还调控β2肾上腺素受体(β2AR)mRNA的亚定位,其紊乱与心衰时cAMP信号异常密切相关。
作为能量感受器,AMPK通过调控代谢、微管功能和炎症反应维持心肌稳态。SNRK-肌动蛋白通路可减少DNA损伤,而AMPK激活剂二甲双胍通过抑制β-AR信号减轻心肌肥厚。微管亲和调节激酶MARK4(AMPK家族成员)在心肌梗死中上调,同时影响微管稳定性和脂代谢,成为治疗代谢-收缩偶联障碍的双重靶点。
该通路通过调控YAP核转位决定心肌细胞增殖与分化平衡。心肌梗死后,微管网络扩张可捕获乙酰化YAP于胞质,而YAP5SA突变体能突破此限制促进再生。靶向Hippo激酶(如MST1/2、LATS)可改善压力超负荷模型的心功能,但需注意长期YAP激活可能导致病理性增生。
心肌细胞信号网络的交叉对话(如炎症-微管-代谢通路)为治疗提供了多靶点干预思路。例如,cGAS-STING激活可能通过微管重构影响YAP定位,而AMPK-MARK4轴可同时调节微管PTMs和能量代谢。未来需开发时空特异性调控策略,以平衡治疗效益与潜在风险。
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