最近的研究发现了一种对心脏中不必要或受损蛋白质的分解至关重要的酶，这对维护心脏健康至关重要。
根据研究，研究人员观察到，名为“泛素特异性肽酶5”（USP5）的酶水平低会导致心肌细胞内蛋白质的积累。这种积累可能导致一种称为扩张型心肌病的心脏疾病，在动物实验中表现明显。
这项研究是由马克斯·普朗克心肺研究所（MPI HLR）进行的，得到了伦敦国王学院兰德尔细胞与分子生物物理中心的支持。研究结果已发表在《科学进展》期刊上。
USP5的保护作用
在心脏内，平衡新蛋白质的生成与旧蛋白质或有缺陷蛋白质的降解对整体心脏健康至关重要。身体利用称为蛋白酶体的特殊结构来去除损坏或不再必要的蛋白质。如果这个系统失败，蛋白质积累就会发生，这可能扰乱心脏功能并导致疾病。
“由于功能障碍的蛋白质‘垃圾’（蛋白质病）的积累而引发的心脏疾病常常导致心力衰竭。目前，没有治疗这些问题根本原因的疗法。发现新的途径以针对根本问题——错误折叠的蛋白质‘垃圾’的积累，可能帮助许多患者。” 研究的共同作者、国王学院分子心脏病学教授马提亚斯·高特尔教授表示。
当蛋白质准备被拆解时，它们会收到一个称为泛素的标记，这有助于它们到达蛋白酶体。在这些蛋白质进入蛋白酶体之前，泛素标签会被去除，并且被回收以备将来使用。USP5对这一回收过程至关重要，保持蛋白质生产与降解之间的健康平衡。
在追求新治疗策略的过程中，MPI HLR的研究人员发现低水平的USP5在小鼠模型中会导致扩张型心肌病，这是一种以心室扩大及其收缩能力下降为特征的疾病。
“我们使用基因技术选择性地关闭成年小鼠心肌细胞中的USP5。USP5的缺失导致这些动物发生扩张型心肌病。”MPI HLR的博士后研究员、研究共同首席作者西尔克·克雷尔博士解释道。
“MRI扫描显示这些动物的心脏明显增大，泵血能力大幅下降。” MPI HLR的博士研究员、研究共同首席作者伊冯娜·艾巴赫补充道。
研究人员还发现，在细胞培养和心肌病小鼠模型中提高USP5水平有助于消除蛋白质“垃圾”。在血压压力增强的条件下，USP5水平升高的小鼠表现得更好。这些发现充分利用了高特尔实验室在研究与心脏疾病相关的功能失常蛋白质方面的专长。
有前景的治疗靶点
“这项研究首次强调了在扩张型心肌病中回收泛素链的重要性，这取决于USP5。我们相信，防止USP5的丢失或提高其在心肌细胞中的水平可以减少蛋白质的积累，至少减缓疾病进展，” MPI HLR的高级作者、研究首席作者托马斯·布劳恩教授表示。
团队强调了需要广泛进一步研究，以确定USP5作为药物开发靶点的潜力。未来的研究将集中于探讨导致扩张型心肌病中USP5蛋白流失的机制。
“如果我们找到有效的方法来调整心脏细胞中USP5的水平，从细胞和动物模型研究开始，这可能为多种心脏疾病的新疗法开辟道路。”高特尔教授总结道。
