科研进展

改写心脏生理教科书: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

2026-06-27    点击:

2026612日,清华北大生命联合中心/清华大学基础医学院彭敏团队联合中科院上海药物研究所高召兵/夏冰清团队以及山西医科大学武志芳团队在《Science Advances》期刊发表题为VMP1 forms a Ca2+ release channel essential for postnatal heartbeat” 的研究论文。该研究发现VMP1是一种定位于肌浆网/内质网的新型钙离子通道蛋白,完善了内质网钙离子稳态调控理论。

心脏的节律性收缩依赖于心肌细胞肌浆网Ca2+的释放与再摄取。每次心跳,动作电位经L型钙通道触发少量Ca2+内流,激活雷诺丁受体2 RyR2)通道,介导肌浆网大规模Ca2+释放,释放的Ca2+结合肌钙蛋白C,驱动心脏收缩。舒张期,Ca2+通过钠钙交换体等外排以及心肌肌浆网 Ca²⁺ATP酶(SERCA)介导的肌浆网再摄取而清除。RyR2一直以来被认为是肌浆网Ca2+释放的核心通道,其它钙离子通道是否也在肌浆网Ca2+释放过程中发挥重要作用尚不清楚。

VMP1是内质网ER跨膜蛋白,最初被鉴定参与自噬、脂质代谢及病毒感染等生理过程彭敏团队前期研究揭示了VMP1T细胞内质网钙离子稳态中发挥重要作用Liu et al., J Exp Med 2023),并报道了VMP1的同源蛋白TMEM41B作为内质网钙通道维持初始T细胞代谢静息态和免疫应答Ma et al., Cell Discovery 2025)。然而,VMP1是否形成离子通道,以及它在其它细胞中的作用,尚不清楚。

该研究发现,VMP1形成一种新型肌浆网Ca2+释放通道,对心脏搏动至关重要。VMP1在胚胎心脏不表达,出生后快速上调,其缺失导致小鼠严重心律失常、扩张型心肌病和心源性猝死VMP1对出生后心跳不可或缺机制上,VMP1缺失导致肌浆网Ca2+含量升高心脏动作电位异常。单通道电生理学实验揭示,VMP1可形成Ca2+调控的Ca2+通道,并通过天冬氨酸272感知肌浆网Ca2+水平。重要的是VMP1在心衰患者的心肌组织中表达升高,提示具有潜在病理生理作用。

总结,该研究发现VMP1一种新型肌浆网/内质网钙离子通道蛋白,对维持细胞内Ca2+稳态至关重要,并广泛参与从免疫调控到脏收缩等生理过程免疫应答调控以及心衰等生理病理过程提供了新的机制解释和潜在治疗靶点。

  

1.VMP1作为肌浆网钙离子释放通道维持心肌细胞收缩的工作模型。

生命中心/清华大学基础医学院敏副教授、中科院上海药物研究所高召兵教授和夏冰清研究员、山西医科大学武志芳教授为该论文共同通讯作者,清华大学基础医学院已毕业博士生马玉莹、中科院上海药物研究所博士生李齐光、山西医科大学博士生贾玉婷为该论文共同第一作者。

文章链接:https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adz0706