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MYL4标记揭示人类心脏浦肯野纤维的壁内分布:重构心律失常治疗新靶点
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月05日 来源:JACC: Clinical Electrophysiology 8.0
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本研究通过RNA测序发现MYL4作为人类浦肯野纤维(PF)特异性标志物,结合全组织块免疫荧光技术首次可视化人类壁内PF网络,定量分析显示60%以上PF分布于心肌深层,颠覆了传统认为PF仅存在于心内膜下的认知,为顽固性室性心律失常的精准消融提供了关键解剖学依据。
心脏如同精密的交响乐团,浦肯野纤维(Purkinje fibers, PFs)就是指挥家手中的节拍器。这些特化的心肌细胞负责将电信号快速传导至工作心肌,确保心跳同步。然而在心肌瘢痕区域,PFs却可能化身"叛徒",成为40%室颤相关死亡的罪魁祸首。更棘手的是,传统基于动物模型的研究认为人类PFs仅分布于心内膜下,导致对深藏心肌瘢痕中的壁内PF束手无策——这或许解释了为何部分复杂室性心动过速对导管消融治疗无响应。
为破解这一临床困局,Mayo Clinic的研究团队开展了一项开创性研究。他们通过对比人类PF与心室肌的转录组差异,发现肌球蛋白轻链4(MYL4)这一潜在标志物,并运用全心脏连续切片成像技术首次绘制出人类PF的三维分布图谱。相关成果发表在《JACC: Clinical Electrophysiology》上,为心律失常治疗提供了革命性的解剖学路线图。
研究采用三大关键技术:1)对10例人类心脏进行PF特异性RNA测序和差异表达分析;2)建立跨物种验证体系(人/犬/山羊/猪各3例)通过免疫荧光共定位验证MYL4特异性;3)开发全心脏"巨块"切片技术,结合图像分析软件定量PF分布。特别采用90分钟左前降支球囊闭塞法构建猪心肌梗死模型,模拟临床瘢痕相关心律失常基质。
【MYL4被鉴定为人类PF定量标志物】
通过碘染色显微切割获取纯净PF样本,RNA测序发现99个PF高表达基因。MYL4以8.1倍和6.1倍的表达优势(相较心室肌和心内膜)脱颖而出,其蛋白在PF中呈均匀全细胞分布,优于传统标志物GJA5/Cx40的膜局限性表达。免疫印迹证实MYL4在PF中特异性高表达,免疫荧光显示其与PF特征性糖原沉积、胶原包裹等标志完美共定位。
【跨物种验证MYL4特异性】
在犬类模型中,MYL4+
细胞不仅存在于心内膜下,更深入心肌层100-199μm区域,且保留电生理特征性"峰-穹"动作电位。山羊PF则展现出典型的偶蹄类特征——直径达工作心肌2-3倍,半透明空泡状形态。值得注意的是,非偶蹄类(人/犬)壁内MYL4+
细胞缺乏糖原染色,提示可能存在死后糖酵解干扰。
【人类PF定量分布图谱】
全心脏拓扑分析显示:13.4% PF位于右室游离壁,47.1%分布于左室壁,而室间隔富集度最高(占36%)。颠覆性发现是,约59.3%的MYL4+
PF分布于距心内膜199μm以远的深层心肌,这类细胞在传统组织学检查中极易被遗漏。在猪心梗模型中,存活于瘢痕区的壁内PF被证实是潜在致心律失常灶。
【讨论与展望】
该研究首次提供直接组织学证据,证实人类存在壁内PF网络,其分布范围远超传统认知。MYL4作为定量标志物的优势在于:1)克服GJA5因细胞切向导致的信号异质性;2)敏感检测直径接近工作心肌的人类PF;3)适用于病理状态下PF追踪。值得注意的是,约1.3%的人类心室肌细胞为PF,其密度是猪的2倍,这种物种差异警示临床转化需谨慎。
这项研究为心律失常领域带来三重变革:首先,解释了为何部分瘢痕相关室速对心内膜消融无响应;其次,为左束支起搏的成功提供解剖学依据;更重要的是,建立了靶向PF的分子影像平台,未来可开发MYL4导向的精准消融策略。正如研究者强调,认识心脏传导系统的"暗物质",才是征服顽固性心律失常的关键钥匙。
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