Nature解开了60年来关于人体最重要器官之一—心脏的谜团

肯塔基大学的一名研究人员解开了一个长达60年的谜团，这个谜团是关于人体最重要的器官之一：心脏。

Kenneth S. Campbell博士是英国医学院心血管医学部的转化研究主任，他在分子水平上绘制了心脏的一个重要部分。这项名为“Cryo-EM structure of the human cardiac myosin filament”的研究于本月初在著名的《自然》杂志上在线发表。

心脏是由数十亿个细胞组成的。每个细胞包含数千个更小的结构，称为sarcomeres肌节。这些是肌肉的组成部分。在每个部分中，有数百条肌球蛋白微丝（myosin filaments）。从微观的角度来看，如果心脏是一块大陆，Campbell和他的同事们正在研究单根头发。

Campbell说:“每根细丝大约有2000个分子，排列在一个非常复杂的结构中，科学家们几十年来一直试图理解这一点。我们对单个分子了解很多，人们认为肌球蛋白可以排成六组，称为冠状蛋白，但除此之外就不多了。”

Campbell解释说，论文中最有趣的发现是有三种不同类型的冠。

“我们认为这意味着心肌可以比我们意识到的更精确地控制。我们也很高兴看到肌球蛋白结合蛋白 C1（MYBPC1）（另一种与遗传性心脏病有关的蛋白质）是如何在这个结构中存在的。它为我们提供了一个关于分子如何在心脏中排列的新水平的信息”。

该小组与马萨诸塞大学陈医学院的研究人员合作，制作了心脏粗纤维的单粒子3D重建。这些图片为解释结构、生理和临床观察提供了一个新的框架。

Campbell说:“这项研究让我们更好地了解了我们心脏中的分子是如何相互作用的。”

“我们对不同类型的心力衰竭和肌病的治疗方法很感兴趣，这些疾病的心脏肌肉不能很好地工作。我们的研究是该大学正在进行的众多项目之一，旨在帮助找到更好的心脏病治疗方法。”

研究小组从吉尔心血管生物储存库收集心脏样本，Campbell是该储存库的主任。样本是由在英国接受心血管护理的患者捐赠的，用于研究目的。

“我们在2008年启动了吉尔心血管生物库。在英国医疗中心一位外科医生的帮助下，我们开始从器官捐赠者和接受心脏移植的患者身上收集心肌样本。”“现在我们已经建立了一个巨大的资源，大约有来自近500人的15,000个样本。

“我们还与世界各地的研究小组分享这些样本。《自然》杂志上的这项研究就来自于其中的一项合作。”

Campbell说:“如果你在《自然》杂志上发表了一篇论文，这意味着科学家认为这项工作对每个人都很重要，而不仅仅是专门研究该特定领域的人。这是职业生涯的一大亮点。”

“我过去很关心数学和分子，但在听到一位心胸外科医生的朋友谈论病人之后，我意识到我可以利用我的科学技能做一些有机会帮助人们的研究。它赋予了我科学的目的。

对于向我们捐赠样本的英国医疗保健公司的患者，我们希望他们知道他们为推动世界一流的研究做出了多大的贡献，希望能帮助其他生病的人。”

本出版物中报道的研究得到了美国国立卫生研究院国家心脏、肺和血液研究所的支持，奖励号为R01HL149164和R01HL148785。内容完全是作者的责任，并不一定代表美国国立卫生研究院的官方观点。