生物通報道：研究人員很早就有充分的理由相信，阻斷進入心臟和腦細胞線粒體的鈣離子流，是防止心臟病發作和中風所致損傷的一種方法。但是最近，美國約翰霍普金斯大學的科學家們，在對心臟細胞缺乏關鍵鈣離子通道的轉基因小鼠進行研究后，似乎對這一理論提出了質疑。相關研究結果發表在本周的《美國國家科學院院刊》（PNAS）。延伸閱讀：外顯子組測序發現心臟病保護因子。

本文資深作者、約翰霍普金斯大學醫學院醫學系主任Mark Anderson說：“我們證實，這一鈣離子通道對于心臟功能是非常重要的。但是我們的研究結果也表明，至少對心臟病發作來說，這幾乎不會是用于長期治療的一種很好的途徑。”

Anderson和他的研究團隊所進行的實驗，擯棄了近年來我們對于“鈣在心臟功能中的作用”的理解。隨著器官的每次跳動，鈣分子從狹小的線粒體快速移進移出，線粒體是心臟和其他細胞的動力室。在線粒體內，鈣離子通常是一種很好的東西，它有助于產生能量，使細胞能夠保持活力。但是近半個世紀以來，研究人員也知道，線粒體的鈣過多，會破壞細胞并導致細胞死亡。在心臟病發作或中風之后，一股鈣離子突然進入細胞器，會引發這種細胞死亡通路，從而導致長期的損害。

Anderson說，因此，通過阻斷鈣的這種大量涌入來拯救心臟和腦細胞，長期以來一直是一個希望，幾年前，科學家們發現了允許鈣進入和移出線粒體的特定通道，被稱為線粒體鈣單向傳遞體（MCU）。

根據這一新知識，Anderson和他的同事們制備了一種轉基因小鼠，它們具有一個突變，該突變可致使小鼠在整個生命周期中心臟的MCU功能發生缺陷，并阻斷心肌細胞線粒體的鈣離子流，研究人員通過這種轉基因小鼠，來測試阻斷線粒體鈣離子流的影響。

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Anderson說，雖然幾乎沒有鈣離子進入它們心肌細胞中的線粒體，但它們的心臟依然跳動和發育正常。但是，當研究人員給小鼠施加壓力，使其心率增加時，小鼠的心跳速度僅勉強上升，它們的心臟肌肉失效，需要額外的氧才能發揮作用。

在進一步的實驗中，科學家切斷心肌細胞的氧供應，然后重新啟動它——模仿一些心臟病發作時所發生的事情，他們發現，即使線粒體中的鈣明顯沒有導致細胞死亡，但細胞仍然死亡。

相反，Anderson的研究小組發現，心肌細胞，補償了激活其他細胞死亡途徑所引起的鈣缺乏，并打開了許多新的基因完成這項工作。結果證明，阻斷來自線粒體的鈣離子，只是改變了心臟病發作后細胞死亡的方式。

Anderson說：“盡管有研究預測，阻斷這種鈣離子通道可以防御鈣超載，但它并不能防止細胞死亡。”將來，還需要進一步研究，來確定在腦細胞是否同樣存在這種情況，但Anderson推測，這項新的研究結果，給“制造某種藥物，在需要長期治療以防心臟病發作的人當中阻斷MCUs”的想法澆了冷水。

（生物通：王英）

生物通推薦原文：
Inhibition of MCU forces extramitochondrial adaptations governing physiological and pathological stress responses in heart www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1504705112