在ex vivo心脏制剂中可视化心脏厚线丝动态

科学领域:

• 心血管生物学 心血管生物学
• 肌肉生理学 肌肉生理学
• 分子动力学分子动力学

背景情况:

• 心脏肌肉细胞是终端分化的,需要在一生中持续发挥作用.
• 由肌组成的sarcomeric厚细丝,对于心脏收缩至关重要,但蛋白质半衰期很短 (约10天).
• 在厚细纤维中发生静态蛋白质替代的机制仍然未知.

研究的目的:

• 在体内研究心脏厚纤维的动态性质.
• 为了测试厚丝结构具有高度动态性,以促进分子更换的假设.

主要方法:

• 腺相关病毒 (AAV) 介导的转导引入GFP标记的髓调节光链 (RLC-GFP) 进入成年小鼠心脏.
• 在光漂白后的光恢复 (FRAP) 使用多光子显微镜来量化RLC-GFP的移动性.
• 在心肌细胞溶解后,RLC-GFP与肌重链结合的生物化学分析.

主要成果:

• RLC-GFP正确地定位在厚纤维中,并没有影响心脏大小或动因滑动.
• 在微小的时间尺度上,RLC-GFP分子在肉体内表现出高的移动性.
• RLC-GFP 仍然与肌重链结合,肌重链在与纤维分离后采用了紧的配置.

结论:

• 心脏厚纤维是完整的心脏中高度动态的结构.
• 在厚纤维中发生的分子交换速度大约是蛋白质合成/降解速度预测的1500倍.
• 这种动态循环对于维持心脏功能至关重要,尽管蛋白质的更换速度很快.