心肌肌钙蛋白的研究进展

检验医师

一、蛋白的结构

肌钙蛋白（troponin,Tn）是与心肌和骨骼肌收缩有关的调节蛋白，调节肌肉的收缩和舒张。肌钙蛋白是横纹肌的结构蛋白，存在于肌原纤维的细丝中，由肌钙蛋白Ⅰ（tropomyosininhibitorycomponent,TnI）、肌蛋白T(tropomyosin-bindingcomponent,TnT)、肌钙蛋白C（calinmbindingcomponent）3个亚基组成。

TnI：分子量为21kD,是肌原纤维ATP酶的抑制性亚单位，它可抑制肌球蛋白与肌动蛋白的偶联，松弛骨骼肌或心肌。

TnT：分子量为37kD，是与原肌球蛋白结合的亚单位，它将肌钙蛋白C和肌钙蛋白I连接到机动蛋白和原肌蛋白上，从而在肌纤维收缩和舒展工程中发挥中介作用。其为一球形单链，分子量可随种属不同而略有差异。

TnC：分子量为18kD，呈晶体结构，是肌钙蛋白的Ca2+结合亚基。是仅有的与钙离子结合的亚单位，骨骼肌和心肌中的TnC是相同的。有4个钙结合点存在于骨骼肌钙蛋白C上，而心肌肌钙蛋白C只有3个钙结合点。与钙离子结合后促使细胞丝活化，引起肌纤维收缩。

3个亚单位结合与原肌球蛋白一起构成Tm-Tn复合体，调节肌肉收缩和舒张的力量和速度。此复合体位于横纹肌的细肌丝和心肌细胞的细肌丝上，其对肌肉舒缩的调节作用需在钙离子的诱导下进行。

二、肌钙蛋白的基因表达

1、TnC--有三种亚型：快骨骼肌亚型（fsTnC）、慢骨骼肌亚型（ssTnC）、心肌亚型（cTnC）。实际上，cTnC基因在心肌及骨骼肌中的转录产物是一样的，ssTnC同时也就是在心脏表达的异构体。因此，确切的说，TnC只具有二种亚型。而单独编码fsTnC的基因不在心肌表达。基因长约3.0Kb,包含6个外显子和5个内含子。

2、TnI--有三种亚型：快骨骼肌亚型（fsTnI）、慢骨骼肌亚型（ssTnI）、心肌亚型（cTnI）。这三种TnI亚型分别由三种不同的基因所编码。cTnI基因长约6.2Kb,由8个外显子组成，可以编码205个氨基酸的蛋白质。

心肌亚型相对两种骨骼肌亚型约有40%的不同源性，主要区别在1、2、3位外显子。在cTnI中，1、2、3外显子较长，可编码N端的47个氨基酸，而在sTnI1、2、3外显子短，只有编码N端21个氨基酸，cTnI多肽的N端较骨骼肌钙蛋白多26个氨基酸，且氨基酸序列差异达40%，而5、6、7外显子在cTnI和sTnI具有高度的同源性。且cTnI仅在婴儿出生9个月之后在心肌中表达，而不在骨骼肌中表达，因此cTnI在中浓度增高时，对于心肌损伤具有高度特异性，除心肌损伤外，包括骨骼肌损伤等其他疾病均不会出现cTnI的增高现象。CTnI是心肌特异的抗原，具有优越的心肌特异性。

3、TnT--也有三种亚型：快骨骼肌亚型（fsTnT）、慢骨骼肌亚型（ssTnT）、心肌亚型（cTnT）。它们在骨骼肌或心肌中的表达分别受不同的基因调控。CTnT位于染色体1q32上，cTnT基因长约1.2Kb,由16个外显子组成。

三、释放动力学

心肌细胞胞浆游离cTnI只占4.1%，大部分cTnI与肌钙蛋白T及C亚单位结合在一起以复合体的形式存在。当心肌因缺血、缺氧而发生变化性和坏死时，游离于胞浆内的cTnI可迅速透过受损细胞膜进入细胞间质，随之进入血管和淋巴管内，血清水平于3-5h内升高；而结合的cTnI由于分子质量相对较大，延迟透出胞膜进入血流，其肌原纤维不断崩解破坏并逐渐分解出cTnI，血清水平于15-24h达高峰，可升高至正常人的5-50倍，5-20d后降至正常。

心肌细胞内洲离于胞浆的cTnT约5%，约95%的cTnT结合于肌钙蛋白-原肌球蛋白复合物中。在心肌细胞受到可逆性损害时，细胞膜的完整性被破坏，游离的cTnT首先释放入血液中，构成短暂而声速的升高；如发生不可逆的心肌细胞损伤，结合部分的cTnT继续从细肌丝上降解下来，导至血清cTnT持续性升高。在这个过程中，可形成2个高峰，一般于2-4h内血中cTnT开始上升，于第22h左右形成第一个高峰，此时血清中cTnI为正常人的40-120倍，然后缓慢下降，第2-5天出现第二个高峰，峰值为正常人的30-40倍，持续半个月左右后降至正常。

四、肌钙蛋白与临床疾病

目前，心肌肌钙蛋白的检测在心肌缺血损伤的临床诊断和预后判断中的应该非常广泛。如急性冠状动脉综合症（包括隐性心绞痛和不稳定心绞痛，急性心股梗死等）、心肌炎、心肌创伤、围手术期心脏并发症、脓毒血症导至的左心衰竭等等。此外还可用于溶栓治疗效果观察，心肌损伤面积的估计，心脏移植后排异反应观察，某些药物疗效观察等。在这里，我们仅对部分相关疾病进行介绍：

1、cTnT与原发性心肌症（HCM）：

迄今，在HCM病人的cTnT基因中已经证实有7种错义突变和一种缺失突变。这7种缺失突变发生在外显子8、9、11、14和16。缺失突变发生在5’剪接位点的突变可有产生一个无效的等位基因，导至合成迅速退化的缩短的cTnT。稳定的cTnT数量减少可能改变了与HCM显型有关的肌原纤维蛋白的含量。缩短的cTnT突变是第二个家庭性HCM中发现的缺失突变。这些cTnT基因突变在家族性HCM中是罕有的突变。另一方面，筛选分析家族性HCM中cTnT基因突变，显示出导至HCM这种突变存在于15%的受影响家庭成员中。

2、cTnT与心力衰竭

在先天心脏缺陷的病人中，cTnT4的表达取决于心脏衰竭的程度，它在心脏中的升高与血液流动的压力有关。在心肌功能处于病理状态的先天缺陷心脏中，cTnT4表达增高。CTnT4的表达与肌肉收缩维持的时间有关，当心脏的受损引起大动脉收缩，其结果是导至cTnT异构型中的cTnT4表达增高。另外，cTnT4在由于先天缺陷导至的缺血性心脏病中表达增高比在法乐氏四联症心脏病中表达增高更加值得注意。

3、cTnT与家族性心肌肥大症（FDM）：

高血压心肌肥厚是一种心室肥厚伴随纤维排列紊乱的常染色显性遗传疾病。特异的cTnI基因在第141位上发生突变，由Arg转变为Trp，已证实该突变可导至FDCM。正是因为它的突变而导至了FDCM的显型出现。

4、cTnT与心力衰竭：

许多研究均显示通过依赖于cAMP蛋白酶K（PKA）而发生磷酸化作用的cTnT可以减少肌钙蛋白复合物对Ca2+的亲和力，从而改变了Ca2+对压力产生的敏感性，产生β-肾上腺素舒张效应，而心力衰竭病人由于缺乏下游β-肾上腺素通路的调节作用，从而增高了肌原纤维对Ca2+敏感性的阈值。

5、cTnT与心肌肥大症：

Kimura等研究在心肌肥厚病人cTnT基因有突变，通过家族基因筛查分析发现cTnT蛋白中第145位Arg突变为Gly，或第206位Lys突变为Gly，提示cTNT突变可能是心肌肥厚的原因之一。

自：中华检验医学网