心脏"能量穿梭机"的构建方式。图片展示了线粒体肌酸激酶的3D形状。图片来源：Anton Xu等人，《循环》，2025年10月
肥厚型心肌病(HCM)是最常见的遗传性心脏病。它导致左心室增厚、心肌过度强烈收缩并过度工作。这种额外负担给细胞的"发电厂"——线粒体带来压力，并可能增加危险心律失常的风险。肌酸激酶在维持能量消耗与生产平衡（能量稳态）方面起着关键作用。这种酶帮助心脏快速回收能量，使每次心跳都能获得所需的能量。
维尔茨堡综合心力衰竭中心(CHFC)转化研究部的一个团队与国内外合作伙伴合作，研究了肌酸激酶在HCM中的作用。他们的发现发表在《循环》杂志上。
强烈的心脏收缩增加线粒体中的过氧化氢——肌酸激酶被关闭
"我们发现，心肌过度负荷会导致线粒体产生更多过氧化氢。这种活性氧分子通常以少量作为副产品出现，但过量则会随时间推移对细胞造成压力或损伤。在HCM中，氧化应激会在两个关键部位使肌酸激酶失活：在产生肌肉力量的肌丝处，以及在产生能量的线粒体处，"CHFC的博士生、该研究的第一作者Anton Xu解释道。
"这意味着当肌酸激酶失活时，心脏无法在最需要能量的地方维持恒定的能量供应。这增加了心律失常的风险并造成额外压力。"
肌球蛋白抑制剂减少收缩，从而保护肌酸激酶免于失活并预防细胞心律失常
研究团队在HCM患者的心脏活检中观察到了这些变化，并在多个实验室模型中确认了原因以及肌球蛋白抑制剂的积极效果。肌球蛋白抑制剂减少收缩蛋白肌动蛋白和肌球蛋白之间的相互作用，帮助心肌更好地放松并以较弱的力量收缩。
"在我们的研究中，我们观察到在肌球蛋白抑制剂的作用下，过氧化氢水平降低，肌酸激酶功能得到维持，异常心律减少，"该研究的最后作者Vasco Sequeira博士报告道。"因此，我们的发现表明，减少心脏工作负荷并限制氧化应激的治疗方法可能有助于恢复能量平衡并改善HCM的治疗效果。"
在每次心跳期间实时观察心脏中的肌球蛋白马达
下一步，研究团队将关注心肌病的一种高级形式：肥厚性梗阻型心肌病(HOCM)。在这种疾病中，左心室流出道的狭窄导致流向心脏外部的血液产生额外阻力。这意味着心脏每次跳动都必须更加努力工作。
维尔茨堡的研究人员与大阪国立循环器官疾病医疗中心的合作伙伴一起，旨在开发更现实的动物模型。使用特制的高分辨率X射线系统，他们将能够在日本Spring-8同步辐射研究所在播磨的设施中，在每次心跳期间实时观察心脏的微小肌球蛋白马达，即负责收缩的分子机器。
"这让我们前所未有地看到心脏每次跳动的工作强度，并使我们能够研究最小的血管如何为心肌供血，以及细胞如何有效产生和运输能量，"Sequeira热情地解释道。
开发识别将从治疗中受益的患者的指标
为了更好地反映现实，研究团队还将调查代谢应激，例如高脂饮食的负面影响。随后，他们还将检查使用肌球蛋白抑制剂减少与梗阻相关的心肌应变是否能恢复心脏的能量运输，稳定其能量供应并降低心律失常的风险。
"我们的目标是开发简单的测量方法，帮助医生识别那些最有可能从这些缓解治疗中受益的HOCM患者，"转化研究负责人、CHFC发言人Christoph Maack教授博士总结道。
更多信息： Anton Xu等人，《肥厚型心肌病中过度收缩和氧化应激导致肌酸激酶功能障碍》，《循环》(2025)。DOI: 10.1161/circulationaha.125.074120
期刊信息： 《循环》
提供方：维尔茨堡大学医院
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