钙与心磷脂在心脏病中的新联系

德州农工（Texas A&M）大学的科学家们现在发现了钙、心脏能量生产和心磷脂（一种脂肪）之间的新联系。这一发现有助于解释罕见遗传性疾病Barth综合征的心脏缺陷。

Barth综合征是一种罕见的遗传病，几乎只发生在男孩身上。受影响的儿童从小就患有心脏和肌肉无力。在这种使人衰弱的疾病中，患者无法进行日常活动，如步行和跑步。

患有Barth综合征的人有一种基因缺陷，会干扰他们身体产生心磷脂的能力。顾名思义，心磷脂大量存在于心脏肌肉中。

在肌肉细胞中，心磷脂存在于线粒体中，它们从我们吃的食物中产生生物能量。心磷脂和其他脂质构成线粒体的膜“皮肤”，但心磷脂似乎是一个特别重要的组成部分。缺乏心磷脂会破坏线粒体以三磷酸腺苷（ATP）形式产生能量的能力。

心磷脂、能量和钙之间的联系

当细胞需要能量爆发时，它们利用钙作为信号，促使线粒体加速能量生产。钙离子通过线粒体膜上的一个特殊通道进入线粒体。由于钙通道与心磷脂和其他脂质存在于同一个膜中，Gohil和他的团队想知道脂质对通道有什么影响。

“我们知道这个通道位于线粒体膜上，所以我们问，膜中的脂质会影响这个通道的功能吗？”Gohil说。

面包酵母有助于研究Barth综合征的能量生成

Gohil实验室之前已经找到了一种方法，使酵母线粒体缺乏各种脂类，包括心磷脂。酵母菌的线粒体在许多方面与人类的线粒体非常相似，但它们缺乏钙通道。

该研究的主要作者、Gohil实验室的研究生Sagnika Ghosh对酵母线粒体进行了基因改造，使其包含人体钙通道。然后，她检查了当细胞膜的脂质成分发生变化时，钙转运会发生什么变化。

Gohil说：“我们发现在含有低量心磷脂的线粒体膜中，比如在Barth综合征患者中看到的数量，钙通道并不稳定。”

患者样本中的确认

接下来，研究小组从Barth综合征患者身上获取细胞和心脏组织样本。证实了他们在酵母实验中看到的情况也发生在病人的样本中。由于线粒体钙通道不稳定，Barth综合征患者的线粒体对钙的通透性比健康细胞低得多。

因此，当病人的细胞需要能量爆发时，向线粒体发送钙信号可能不会像在健康细胞中那样增加能量的产生。

“从一个基本的科学问题开始，我们的工作发现了一个与人类健康有关的现象，”Gohil说。“在这种遗传性疾病中，钙摄取的缺陷反过来会影响能量的产生。我们在酵母中观察到的情况在人类细胞中也是如此。”

下一步是什么？

Gohil的实验室最近从Barth综合征基金会获得了研究资金，以进一步调查这些发现。研究小组将使用Barth综合征患者细胞来描述钙信号在疾病症状中的作用。