心脏肌球蛋白结合蛋白-C L348P点突变通过增强肌动蛋白结合导致舒张功能障碍及胚胎致死机制研究

本研究针对心脏肌球蛋白结合蛋白-C（cMyBP-C）L348P点突变如何导致肥厚型心肌病（HCM）舒张功能障碍的核心问题，通过CRISPR基因编辑小鼠模型和创新的"剪切-粘贴"技术，首次揭示该突变通过增强cMyBP-C与肌动蛋白结合（C-links），显著改变肌丝力学特性，导致钙敏感性升高、拉伸瞬态响应异常及舒张延迟。研究不仅证实L348P纯合突变致胚胎致死，其杂合模型与转基因小鼠表型一致，更为致病机制研究和药物开发提供了高效技术平台。

　　

心脏健康领域长期存在一个令人困惑的谜题：为何心脏肌球蛋白结合蛋白-C（cardiac myosin binding protein-C, cMyBP-C）的微小突变会引发致命的肥厚型心肌病（HCM）？这种每250-500人中就有一人携带的遗传疾病，以心室壁增厚和舒张功能障碍为特征，但具体分子机制始终扑朔迷离。尤其当研究发现，cMyBP-C既能与粗肌丝的肌球蛋白结合，又能与细肌丝的肌动蛋白相互作用时，科学家们迫切需要厘清：究竟是哪种相互作用失衡导致了疾病？

美国亚利桑那大学的研究团队将目光锁定在一个特殊突变——L348P上。这个位于cMyBP-C调控基序（M-domain）的单氨基酸替换，曾在HCM患者中发现，但致病机制未明。研究人员通过三种创新方法展开攻关：创建CRISPR基因编辑的L348P敲入小鼠（L348P-CR）、利用转基因小鼠模型，以及开发"剪切-粘贴"技术直接在透化心肌细胞中替换内源性cMyBP-C。论文发表于《Journal of Molecular and Cellular Cardiology》的研究揭示，这个看似微小的突变竟能通过稳定肌丝间的"分子桥梁"（C-links），彻底改变心脏的工作方式。

关键技术包括：1）构建三种L348P-CR小鼠 founder 品系进行胚胎发育分析；2）使用SpyC₃
小鼠心肌细胞进行"剪切-粘贴"技术操作，通过烟草蚀纹病毒蛋白酶（TEVp）切割和SpyCatcher/SpyTag系统实现cMyBP-C^C0-C7
结构域替换；3）肌丝力学测试系统分析钙敏感性和瞬态响应。

【Homozygous inheritance of the L348P point mutation in the MYBPC3 gene is lethal prior to birth】
基因分型显示，所有L348P-CR纯合子小鼠均在出生前死亡（168只后代均为WT或杂合子），胚胎组织分析证实纯合突变导致心脏发育停滞。杂合子则表现出与转基因小鼠相似的舒张功能障碍，提示L348P呈显性负效应。

【Discussion】
研究首次证实：1）L348P通过增强cMyBP-C与肌动蛋白结合（C-links），提高肌丝钙敏感性，延缓舒张期肌球蛋白横桥解离；2）突变显著改变心肌对拉伸的瞬态响应，表现为力恢复速率异常；3）"剪切-粘贴"技术成功模拟纯合突变表型，为致死性突变研究提供替代方案。

这项研究不仅揭示了cMyBP-C与细肌丝相互作用在HCM发病中的核心地位，更建立了从分子缺陷到器官功能障碍的完整证据链。尤其值得注意的是，团队开发的"剪切-粘贴"技术突破传统动物模型的局限性，为快速评估致死突变开辟新途径。Rachel L. Sadler等作者的工作，为理解心脏舒张功能障碍提供了新范式，也为靶向C-links的药物开发奠定理论基础。正如研究者指出，这种由单氨基酸变异引发的"分子胶水"效应，可能代表着一类全新的心肌病机制。