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人类心脏必须不断适应变化的需求——这一任务需要心脏细胞中高度协调的分子重排。这一过程的关键调节因子之一是RBM20（RNA结合基序蛋白20），它是一种控制RNA编辑的蛋白质，在心脏发育和功能中发挥重要作用。RBM20基因的突变与扩张型心肌病（DCM）和心力衰竭（HF）有关。一项发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上的新研究发现，RBM20通过调控肌联蛋白（TTN） 和钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶II-δ（CAMK2D） 的可变剪接，来调节心脏的弹性（顺应性）。当RBM20在心肌细胞中被敲低时（通过siRNA），肌联蛋白（TTN） 的N2B亚型（弹性较大）的合成减少，而N2BA亚型（弹性较小）的合成增加。这导致心肌细胞僵硬度的增加。作者建议，通过调节RBM20的剪接功能来恢复心脏弹性，可能是治疗扩张型心肌病（DCM）和心力衰竭（HF）的新型治疗策略。

肌联蛋白（Titin）

肌联蛋白（TTN）是人体内最大的蛋白质，它充当着一种分子弹簧，赋予心肌细胞被动张力。肌联蛋白（TTN）存在多种剪接异构体，包括：弹性较大的N2B亚型（主要在心脏中表达）和弹性较小的N2BA亚型（在骨骼肌和心脏中均有表达）。N2B与N2BA的比值决定了心肌细胞的被动张力（舒张期僵硬程度）。

RBM20

RBM20是一种在心脏中高度表达的RNA结合蛋白。RBM20调节肌联蛋白（TTN）和CAMK2D（一种调节钙稳态的激酶）的可变剪接。RBM20的显性失活突变（如R634W、R636S、P638L）会导致肌联蛋白（TTN）剪接异常，从而引发扩张型心肌病（DCM）和心力衰竭（HF）。

主要发现

1. RBM20的敲低会改变肌联蛋白（TTN）的剪接

在新生大鼠心室肌细胞（NRVMs）中，通过siRNA敲低RBM20，会导致肌联蛋白（TTN）的N2B亚型（弹性较大）的合成减少，而N2BA亚型（弹性较小）的合成增加。此外，心肌细胞的被动张力（通过原子力显微镜（AFM）测量）也相应增加。

2. RBM20的过表达可挽救肌联蛋白（TTN）的剪接

在携带RBM20显性失活突变（R636S）的诱导多能干细胞（iPSC）来源的心肌细胞中，过表达RBM20可以恢复N2B/N2BA的比值，并降低心肌细胞的被动张力。

机制

RBM20（RNA结合基序蛋白20）通过结合肌联蛋白（TTN）前体mRNA中特定RNA序列（富含嘧啶的基序）来调节其可变剪接。RBM20可促进肌联蛋白（TTN）的N2B亚型的剪接，同时抑制N2BA亚型的剪接。RBM20的功能丧失（例如，由于基因突变）会导致N2BA亚型（弹性较小）的优势表达，从而增加心肌细胞的被动张力，导致心脏舒张功能障碍。

临床意义

1. 扩张型心肌病（DCM）的治疗

靶向RBM20的剪接调节剂（如反义寡核苷酸（ASO）、CRISPR-Cas13）可被用于纠正肌联蛋白（TTN）的剪接异常，并恢复心脏功能。

2. 心力衰竭（HF）

在心力衰竭（HF）中，N2B/N2BA的比值会降低，导致心肌细胞僵硬度增加。在动物模型中，RBM20的过表达可能会改善舒张功能。

未来方向

1. 动物模型：在RBM20敲除小鼠中，通过腺相关病毒（AAV）递送RBM20，以评估其能否恢复肌联蛋白（TTN）的剪接并改善心脏功能。

2. 药物筛选：开发一种基于细胞的筛选方法，使用携带RBM20突变（R636S）的诱导多能干细胞（iPSC）来源的心肌细胞，来筛选能够挽救肌联蛋白（TTN）剪接的小分子。

3. 人类诱导多能干细胞（iPSC）模型：从携带RBM20突变的扩张型心肌病（DCM）患者中衍生出诱导多能干细胞（iPSC），并评估反义寡核苷酸（ASO）疗法在纠正肌联蛋白（TTN）剪接和细胞功能方面的疗效。

结论

这项发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上的研究发现，RBM20可通过调节肌联蛋白（TTN）的可变剪接来控制心脏的弹性。 RBM20的功能丧失（由于基因突变）会导致N2BA亚型（弹性较小）的优势表达，增加心肌细胞的僵硬度，从而可能导致扩张型心肌病（DCM）和心力衰竭（HF）。调节RBM20的剪接功能可能是治疗DCM和HF的一种新型治疗策略。