Sci Adv：改写心脏生理教科书，清华大学彭敏等团队将VMP1鉴定为全新的肌浆网钙释放通道，对出生后心跳不可或缺

2026-07-01 13:27
来源：100医药网
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正常心脏收缩需要肌浆网（SR）同步释放钙离子（Ca²⁺），传统上认为这一过程由雷诺定受体2（RyR2）介导。

2026年6月12日，清华大学彭敏，中国科学院上海药物研究所夏冰清，高召兵和山西医科大学武志芳共同通讯在Science Advances在线发表题为VMP1 forms a Ca2+ release channel essential for postnatal heartbeat的研究论文。该研究将液泡膜蛋白1（VMP1）鉴定为一种此前未被识别的、对出生后心脏功能至关重要的肌浆网钙离子释放通道。VMP1在出生后心肌细胞中表达上调，其基因缺失会导致严重心律失常、扩张型心肌病及心源性猝死。

机制上，VMP1缺失导致肌浆网钙离子含量增加及心脏动作电位异常。单通道电生理学分析显示，VMP1形成一种钙离子调控的钙离子通道，通过天冬氨酸272（Asp272）感受腔隙内钙离子浓度。值得注意的是，VMP1在人类心力衰竭中表达升高，提示其具有病理生理学作用。

这些研究结果确立了VMP1作为心脏钙离子释放机制关键组分的地位，并揭示了其在心力衰竭中的作用。

心脏的节律性收缩依赖于心肌细胞肌浆网（SR）对钙离子（Ca²⁺）的高度协调释放与再摄取。在每个心动周期中，动作电位（AP）触发L型钙通道介导的少量Ca²⁺内流，继而激活雷诺定受体2（RyR2），从而介导SR内大量Ca²⁺释放，这一过程被称为钙诱导的钙释放（CICR）。释放的Ca²⁺与肌钙蛋白C结合，促进肌丝交联并引发心脏收缩。RyR2作为主要的SR Ca²⁺释放通道，对该过程至关重要，其功能异常与心律失常及心力衰竭密切相关。

在心脏舒张期，Ca²⁺通过肌膜外排及SR再摄取两种途径从细胞质中清除。外排由Na⁺/Ca²⁺交换体介导，而SR再摄取则依赖于内质网（ER）/SR Ca²⁺三磷酸腺苷酶（SERCA）的激活。

虽然SERCA介导的Ca²⁺泵送是SR Ca²⁺摄取的唯一机制，但在多种生理及病理条件下，仅凭RyR2可能无法完全解释SR Ca²⁺的释放。发育过程中以及疾病状态下的Ca²⁺信号功能多样性提示存在其他ER/SR Ca²⁺释放通道，但这些通道的身份仍不明确。解答这一问题对于深化作者对心脏兴奋-收缩耦联（ECC）、心律失常发生机制及心力衰竭——全球发病率和死亡率的主要原因——的理解至关重要。

图1.VMP1作为SR Ca2+释放通道维持心肌细胞收缩的工作模型（摘自Science Advances）

液泡膜蛋白1（VMP1）是一种定位于ER的跨膜蛋白，最初被鉴定为自噬调节因子。后续研究揭示，VMP1还可作为脂质翻转酶调节代谢活动。此外，VMP1在病毒感染（包括严重急性呼吸综合征冠状病毒2型）中发挥重要作用。然而，VMP1的生化特性仍有待阐明。近期研究显示，VMP1参与T细胞中ER的Ca²⁺释放，但其是否构成Ca²⁺通道尚需进一步证实。

鉴于SR是ER的专化形式，且SR Ca²⁺释放对心脏收缩至关重要，作者假设VMP1可能在心脏收缩中发挥作用。本研究表明，VMP1构成一个对出生后心跳不可或缺的SR Ca²⁺释放通道，填补了该领域长期存在的空白，并为心脏生理学及疾病机制提供了见解。

参考消息：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adz0706