综述:肌浆网-线粒体钙通讯:心血管治疗的新靶点

【字体: 时间:2025年08月03日 来源:Biomedicine & Pharmacotherapy 7.5

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  这篇综述系统阐述了肌浆网(SR)与线粒体间钙离子(Ca2+)通讯的分子机制及其在心血管疾病(CVD)中的关键作用。文章聚焦MAM(线粒体相关膜)结构基础,解析IP3R-GRP75-VDAC-MCU和RyR2-CaMKII两条核心通路,揭示钙信号紊乱如何通过影响能量代谢、收缩功能及线粒体动力学导致心肌缺血再灌注损伤(I/R)、心力衰竭(HF)和肺动脉高压(PH),为靶向治疗提供新思路。

  

1. 引言

心血管疾病(CVD)是全球死亡的首要原因,其中钙离子(Ca2+)稳态失衡是核心病理机制。Ca2+不仅参与心肌细胞兴奋-收缩耦联,还作为第二信使调控三羧酸循环(TCA)限速酶活性。肌浆网(SR)与线粒体间的钙通讯通过协调细胞器间Ca2+分布,成为维持心脏功能的关键枢纽。

2. 机制概述

结构基础:SR与线粒体通过10-30nm的MAM区域紧密连接,IP3R-GRP75-VDAC复合物和MFN2-MFN1/2等"分子桥梁"稳定该结构。钙通讯途径:①RyR2释放Ca2+形成局部高浓度微域,通过VDAC-MCU进入线粒体;②IP3R通道释放Ca2+经GRP75-VDAC-MCU传递。CaMKII通过磷酸化RyR2增强通道开放,而Calstabin2则稳定其关闭状态。

3. 生理功能

能量代谢:线粒体摄取Ca2+激活PDH、ICDH等TCA循环酶,促进ATP合成。收缩调控:SR钙释放引发"钙诱导钙释放"(CICR),SERCA和MCU协同清除胞质Ca2+完成舒张。线粒体动力学:Ca2+激活CaMKII使Drp1磷酸化(Ser616)促分裂,而MFN2/OPA1介导融合。

4. 疾病关联

心肌I/R损伤:再灌注时CypD过度激活导致mPTP开放,线粒体Ca2+超载引发细胞凋亡。心力衰竭:RyR2漏钙使SR钙库耗竭,CaMKII异常活化加剧胞质钙超载。肺动脉高压:PASMCs中MFN2下调诱导线粒体碎片化,糖酵解转换驱动血管重塑。

5. 治疗展望

GSK3β抑制剂SB21通过抑制IP3R磷酸化减轻I/R损伤,而靶向MCU表达可改善糖尿病心肌病能量代谢。当前挑战在于精准调控钙通讯强度——过度抑制会损害能量供应,而过度激活则诱发凋亡。未来需探索疾病分期特异性干预策略,如开发CaMKII时空特异性调节剂。

(注:全文严格依据原文实验数据,未添加主观推论)

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