骨骼肌兴奋收缩偶联与亲联蛋白

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.1094

摘要/Abstract

摘要：

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文题释义：
兴奋-收缩偶联：是指将电兴奋过程和机械收缩联系起来的中介过程。其中介因子是钙离子，结构基础是三联管结构。过程：①肌膜动作电位沿横管传向肌细胞深处，并激活三联管上的L型钙通道；②L型钙通道的变构，钙离子的内流→激活终末池RYR→钙离子释放→胞质中钙离子浓度升高近百倍→与肌钙蛋白结合→肌肉收缩；③胞质内钙离子浓度升高的同时激活肌质网上的钙泵→回收钙离子→钙离子浓度降低→肌肉舒张。
亲联蛋白功能：若亲联蛋白1和亲联蛋白2基因缺失，或干预RNA导致亲联蛋白1和亲联蛋白2基因抑制，均会导致骨骼肌三联管解偶联和心肌的二联管解偶联，打乱钙离子稳态，这说明亲联蛋白1和亲联蛋白2直接影响兴奋收缩偶联功能。亲联蛋白的主要功能是维持三联管的超微结构和构成偶联膜复合体，使细胞膜与肌浆网保持比较近的距离，从而为细胞膜到肌浆网之间的信号传导提供结构基础。

摘要
背景：骨骼肌是人体的动力器官，其兴奋收缩偶联的结构和效率对运动者的活动能力和运动能力起关键作用。亲联蛋白的主要功能是维持三联管的超微结构和构成偶联膜复合体，从而为细胞膜到肌浆网之间的信号传导提供结构基础。
目的：从骨骼肌的筋膜系统、三联管、兴奋收缩偶联方面和亲联蛋白分型、功能及与疾病的联系方面进行了归纳总结。
方法：以“骨骼肌，筋膜，三联管，兴奋收缩偶联，亲联蛋白”和“skeletal muscles，fascia，the triad junction，Excitation-contraction Coupling，Junctophilins”为检索词，检索中国生物医学文献数据库(CBM)、CNKI数据库、PubMed及Elsevier数据库1987年9月至2018年4月期间收录的骨骼肌兴奋收缩偶联与亲联蛋白相关文章，排除与文章主题不相关的文献，最终纳入39篇文献进行综述。
结果与结论：兴奋收缩偶联的结构基础是三联管，构成三联管的横管其实是筋膜系统的延伸，在三联管膜上有一些小分子蛋白，它们对三联管结构的维持和功能的发挥起关键作用，亲联蛋白就是连接三联管的横管和纵管系统的重要蛋白。亲联蛋白1是三联管膜上的重要因子，是偶联膜复合体的一部分，它连接肌细胞胞浆膜与肌浆网，使胞浆膜与肌浆网保持比较近的距离，保证了三联管的正常形态和数目，从而保证了钙信号的传导，保证了正常的兴奋收缩偶联过程。亲联蛋白受损与许多人类疾病有关，因而亲联蛋白有望成为这些疾病的靶向药物，为分子学干预措施提供思路。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程
ORCID: 0000-0003-3935-3869(李文惠)

关键词: 骨骼肌, 筋膜, 三联管, 兴奋收缩偶联, 亲联蛋白, 肌细胞浆膜, 肌浆网, 钙信号传导

Abstract:

BACKGROUND: Skeletal muscle is the power organ in human, and its excitation-contraction coupling structure and efficacy play important roles in movement and sport abilities of players. Junctophilin can sustain the ultrastructure of thribble and constitutes the coupling membrane complex, thus providing a structural basis for signal transduction between cell membrane and sarcoplasmic reticulum.
OBJECTIVE: To summarize the fascia, thribble and excitation-contraction coupling of skeletal muscle, as well as type and function of junctophilin, and its association with diseases.
METHODS: CBM, CNKI, PubMed and Elsevier databases were searched for the articles concerning excitation-contraction coupling of skeletal muscle and junctophilin published from September 1987 to April 2018. The keywords were “skeletal muscle, fascia, the triad junction, excitation-contraction coupling, junctophilins” in English and Chinese, respectively. Finally 39 eligible articles were enrolled after excluding irrelevant articles.
RESULTS AND CONCLUSION: Thribble is the foundational structure for excitation-contraction coupling, whose transverse tubule is the extension of fascia. There are some small-molecule proteins on the thribble membrane, which are critical for sustaining the structure and function of thribble. Meanwhile, junctophilin is an important bridge between longitudinal and transverse tubules of thribble. Junctophilin 1 is an important factor on the membrane of thribble and a part of the coupling membrane complex, which connects the cytoplasmic membrane with sarcoplasmic reticulum, and thereby sustains the normal morphology and count of the thribble. Thereafter, calcium signal transduction remains normal, which ensures the process of excitation-contraction coupling. Junctophilin damage is related to various diseases, so it is a promising target for disease treatment and provides idea for molecular intervention.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

Key words: Muscle, Skeletal, Fascia, Excitation Contraction Coupling, Tissue Engineering

中图分类号:

R446

李文惠. 骨骼肌兴奋收缩偶联与亲联蛋白[J]. 中国组织工程研究, 2019, 23(11): 1799-1804.

Li Wenhui. Junctophilin and excitation-contraction coupling in skeletal muscles[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2019, 23(11): 1799-1804.

图/表（结果） 1

2.1 骨骼肌兴奋收缩偶联

2.1.1 筋膜系统人体是由不同密度的结缔组织交织成的网状结构(筋膜)构成的，各种器官“镶嵌”其中，由筋膜悬吊、包裹、分离和联系^[5]，各种血管和神经也走行于筋膜中，联系着全身。因此，人体为一个有机整体，“牵一发而能动全身”。骨骼肌是人体动力器官，是生命的基本机器。根据筋膜理论，骨骼肌的运动与内脏器官的位置、形态和功能相关。因肌肉的运动不良，会导致器官功能失调，进而引起组织成分的改变，从而导致疾病的发生。骨骼肌的筋膜包括肌外膜、肌束膜和肌内膜。肌外膜包绕整块骨骼肌，并与其他器官相联系。肌外膜向肌肉内延伸，将肌肉分离成束，称为肌束膜。肌束膜继续往肌肉深部延伸，包裹每一根肌纤维，称其为肌内膜，即胞浆膜^[6]。但是，筋膜系统并没就此停止，而是继续向肌纤维深处延伸，只是不再像肌外膜、肌束膜、肌内膜那样纵向包裹，而是横向切入，于是构成了骨骼肌的横管系统^[7]。

2.1.2 三联管骨骼肌的兴奋收缩偶联为肌细胞的膜电位变化与肌丝滑行之间的偶联，其结构基础为三联管^[3]。骨骼肌由很多成束的肌纤维(肌细胞)构成，每条肌纤维含有成百上千条并行的肌原纤维。偶联膜复合体联系胞浆膜(plasma membrane，PM)和肌浆网，介导胞浆膜的电兴奋和肌肉收缩之间的偶联信号，它对胞外Ca²⁺流入与SR的Ca²⁺储存调控的Ca²⁺释放机制起着重要作用^[8]。心肌的偶联膜复合体叫做二联管，而骨骼肌的偶联膜复合体被称作三联管。骨骼肌纤维的偶联膜复合体由两套肌管系统组成：横管系统和纵管系统。横管与其两旁膨起的纵管(终池)联合构成三联管^[3]。

横管为肌膜垂直于肌原纤维走向，凹入肌浆内而形成的管状结构，又称T管，该结构为肌膜信号传入肌细胞深部提供了结构基础。横管在肌纤维的Z线水平，即明带和暗带交界处。肌纤维中横管数目由于肌纤维类型的不同而不同，也由于物种不同而有差异，但同一种肌细胞的横管数目基本一致。横管包括结合部与游离部，结合部为直扁管，为去极化电信号由横管传到SR的位置，又称偶联部。游离部主要为小曲管，截面像圆形。结合部与游离部的比例根据肌纤维类型的不同而有所不同^[9]。

纵管系统包绕于肌原纤维周围，似套筒状，和肌原纤维相平行，又名L管。纵管其实是肌细胞的SR，由于SR里面有许多Ca²⁺而被称作肌细胞内的Ca²⁺库。纵管在接近横管的地方膨大呈扁囊状，称作终池。横管与其侧仅有的一个终池偶联构成二联管，心肌内常见该结构。横管与其两侧的2个终池联合组成的三联管为骨骼肌的特有结构，乃兴奋收缩偶联的重要结构基础^[10]。

2.1.3 兴奋收缩偶联肌丝滑行学说是研究者们目前公认的肌肉收缩机制，肌球蛋白与肌动蛋白结合的位点被肌钙蛋白牵拉的原肌球蛋白覆盖，当胞浆内Ca²⁺的浓度升高时，肌钙蛋白与Ca²⁺结合而变构，肌钙蛋白不再牵拉原肌球蛋白，原肌球蛋白就滑入肌动蛋白沟中，导致位点暴露，肌球蛋白横桥球状头部和肌动蛋白位点迅速结合，借助ATP提供能量，拉着肌动蛋白末端向中央滑动，产生了肌肉收缩。由此可见，Ca²⁺是调控肌肉收缩的关键因子，骨骼肌的兴奋收缩偶联就是通过调控Ca²⁺的浓度变化，将细胞膜的膜电位变化与肌丝滑行联系起来。

骨骼肌兴奋收缩偶联包含3个基本过程：①动作单位沿横管传入肌肉深部，三联管膜上的Ca²⁺通道被激活；②Ca²⁺迅速由胞外涌入胞浆，同时SR中Ca²⁺也释放入胞浆，胞浆中Ca²⁺浓度急剧上升，肌钙蛋白和Ca²⁺结合，肌肉开始缩短；③胞浆中Ca²⁺浓度升高至一定程度，激活SR膜的Ca²⁺泵，Ca²⁺被回纳入SR，胞浆中Ca²⁺浓度下降，肌肉开始舒张^[11]。由此可见，兴奋收缩偶联是通过Ca²⁺浓度来传递信号，并促成肌纤维的收缩和舒张的。

骨骼肌内有两种调控胞浆内Ca²⁺浓度的机制，一种是电压门控的钙离子释放(voltage-induced Ca²⁺ release，VICR)，是去极化信号传至胞浆膜，因膜电位变化引起的钙离子内流；另一种是钙致钙释放(Ca²⁺-induced Ca²⁺ release，CICR) 机制，是指当肌钙蛋白与Ca²⁺结合导致胞浆内Ca²⁺浓度急剧降低时，导致肌浆网将储存的钙离子释放入胞浆^[2]，钙致钙释放机制在肌肉疲劳时发挥重要作用^[12]。

三联管膜上有多种蛋白，对维持三联管的正常结构和发挥兴奋收缩偶联功能起着重要作用。双氢吡啶受体蛋白栖身横管膜的偶联部，通过电压门控的钙离子释放机制调控兴奋收缩偶联，其L型Ca²⁺通道变构会使胞外的Ca²⁺涌入胞内；RyR1的足状结构朝横管膜的偶联区伸展，与双氢吡啶受体蛋白以2∶1比率形成偶联，而RyR1复合区较大，嵌入肌浆网膜，当RyR1足状结构探知双氢吡啶受体蛋白变构与三联管区钙离子浓度改变时，RyR1构象快速出现变化，使SR内的Ca²⁺也被释放入胞浆，所以它是通过钙致钙释放调控兴奋收缩偶联^[3]。双氢吡啶受体蛋白与RyR1的偶联结构使胞外的钙离子流入与肌浆网内的钙离子释放相呼应，保证了兴奋收缩偶联功能的发挥。MG29蛋白位于横管膜，在三联管和SR的早期发育中发挥关键作用，敲除MG29的骨骼肌的SR结构构型紊乱，呈现空泡、破碎，以及兴奋收缩脱偶联。MG29蛋白还能直接调控RYR1，使SR释放Ca²⁺到胞浆，也能察知SR内的Ca²⁺含量，进而调动细胞外的Ca²⁺进入胞内以补充SR耗空的的Ca²⁺库^[13]。此外，还有Calumin、STIM1、亲联蛋白、Orai、TRIC等对三联管结构的维持和兴奋收缩偶联功能的发挥起着重要作用^[3^，^14-16]。

2.2 亲联蛋白(junctophilin，JPH) Takeshima等^[17]研究者在2000年借助单细胞克隆手段在三联管部发现了两种蛋白成分，这些蛋白质对三联管复合结构的形成和其正常形态的保持发挥重要作用，其中之一就是junctophilin。

2.2.1 亲联蛋白分型亲联蛋白的大部置身细胞浆中，它的氨基酸残基可以选择性与细胞膜相结合，另有1个羧基的尾端与肌浆网的终池膜相连，所以亲联蛋白有联系横管系统和肌浆网的功能^[4]。研究者在人和小鼠体内发现了亲联蛋白的4种亚型：见表1。

2.2.2 亲联蛋白基因亲联蛋白基因包括5个外显子和4个内含子，且内含子非常大，有的长达几万个碱基。利用生物信息学手段对其RNA的蛋白编码区预测分析发现，亲联蛋白编码区可被分成6部分：MORN功能区Ⅰ、连接区、MORN功能区Ⅱ、α螺旋样区、可变区以及跨膜区。在亲联蛋白的N端有8个重复的MORN结构域，其中6个形成MORN功能区Ⅰ，另外2个与它们相距100个左右氨基酸，形成MORN功能区Ⅱ^[4]。MORN功能区的一般生物学功能尚不明了，然而在亲联蛋白中，学者们预测它与细胞膜的结合有关，使亲联蛋白与两个膜同时发生相互作用^[5]。连接区是与细胞的胞质蛋白的结合部，调节亲联蛋白与磷脂膜的结合能力。α螺旋样区使亲联蛋白像弹簧一样，可压缩或者伸长，研究者发现，在骨骼肌中，当RyR1受体存在时，横管膜与肌浆网的距离为12 nm，而当缺失RyR1受体时，该距离缩短为7.6 nm，这可能与亲联蛋白的α螺旋样区有关^[17]。可变区在不同物种不同亚型的亲联蛋白中保守度非常低，预测不存在特定的功能。跨膜区是亲联蛋白的N端插入细胞的肌浆网的部分^[18]。

2.2.3 亲联蛋白功能若亲联蛋白1和亲联蛋白2基因缺失，或干预RNA导致亲联蛋白1和亲联蛋白2基因抑制，均会导致骨骼肌三联管解偶联和心肌的二联管解偶联，打乱钙离子稳态^[19-20]，这说明亲联蛋白1和亲联蛋白2直接影响兴奋收缩偶联功能。

亲联蛋白的主要功能是维持三联管的超微结构和构成偶联膜复合体，使细胞膜与肌浆网保持比较近的距离，从而为细胞膜到肌浆网之间的信号传导提供结构基础。研究发现，骨骼肌缺失亲联蛋白1会导致三联管数目减少或三联管变形^[19]。亲联蛋白在偶联膜复合体中同时和2个膜相互作用，其中亲联蛋白C端的疏水跨膜区锚定在肌浆网上，但是目前亲联蛋白与细胞膜相结合的机制尚不清楚。有人认为亲联蛋白2与细胞膜的结合可能是通过Cav-3蛋白介导的^[21]，也有人认为亲联蛋白与细胞膜的结合是蛋白与脂膜直接作用，而不是通过蛋白-蛋白的相互作用实现的^[18]。在日本蝾螈胚胎内注入兔的亲联蛋白1cDNA，结果细胞中出现了偶联膜复合体的相似结构。将包括不同MORN结构域组合的亲联蛋白基因和绿色荧光蛋白(GFP蛋白)融合，且在日本蝾螈的胚胎细胞中表达，观察其定位，结果发现MORN结构域参与了亲联蛋白和细胞膜的结合^[4]。

亲联蛋白1与三联管的正常发育相关，缺失亲联蛋白1可导致肌浆网崩解，出现空泡。此外，亲联蛋白1还可直接结合或调控骨骼肌中的许多蛋白，如双氢吡啶受体蛋白的L型钙通道、肌浆膜的caveolin type 3 (Cav3)、RYR1等。缺失亲联蛋白1可导致电压门控的钙离子释放和钙致钙释放机制受损，钙平衡失调，肌肉功能受损，肌肉收缩无力^[19]。采用RNAi减少成年鼠肌肉中的亲联蛋白1和亲联蛋白2表达量后，结合锰离子荧光淬灭等手段研究发现，亲联蛋白1和亲联蛋白2缺失严重影响电压门控的钙离子释放钙内流的功能，致使肌浆网的钙储量降低^[5]。

骨骼肌的离心运动可造成亲联蛋白1表达减少，导致兴奋收缩偶联功能下降，但是随着亲联蛋白1蛋白表达水平的逐渐恢复，兴奋收缩偶联功能和肌力也逐渐恢复^[22]。进一步研究发现，增加肌肉收缩或直接增加胞质的钙水平，使其超出生理水平，可导致亲联蛋白1蛋白水解。但是有趣的是，在大鼠的肌肉萎缩症模型中也观察到了亲联蛋白1蛋白水解^[4]。这些发现说明，离心收缩、拉长肌肉的收缩，以及其他机械应力可能损伤收缩力和兴奋收缩偶联，继而导致亲联蛋白1功能丧失。

研究者利用RNAi技术干扰线虫亲联蛋白表达，发现缺失亲联蛋白的线虫的运动能力明显下降，这表明亲联蛋白与钙释放有关。敲除亲联蛋白1的小鼠可正常出生，但是出生3-20 h后死亡，直接往小鼠胃内灌奶也不能延长其寿命，提起其尾巴，叫声很小，不能完全张开嘴^[19]，这说明亲联蛋白1缺失导致小鼠骨骼肌的收缩无力。

后续研究发现，亲联蛋白1敲除鼠的大腿、膈、舌、颚等处肌肉的三联管数量显著减少，但是二联管的数量和二、三联管的总和大致不变^[4^，^19]，这说明亲联蛋白1和三联管的形成和保持具有相关性。另有研究者用电镜对三联管计数时发现，亲联蛋白1敲除的小鼠出生后，其三联体数目不再增多^[23]。研究者制作了在心脏中异位表达亲联蛋白1的转基因小鼠模型，结果在心肌中出现了异常的肌浆网与横管的偶联，但是三联管的结构并没有增多，他们认为三联管的产生可能另有特殊的机制，与亲联蛋白亚型无关，而异常的过度偶联可能是由于亲联蛋白总体表达水平上升所致^[23~24]。

因此，亲联蛋白1是三联管膜上的重要因子，是偶联膜复合体的一部分，它连接肌细胞胞浆膜与肌浆网，使胞浆膜与肌浆网保持比较近的距离，保证了三联管的正常形态和数目，从而保证了钙信号的传导，保证了正常的兴奋收缩偶联过程。但是仍有很多问题期待后续研究得到解决，如亲联蛋白1怎样与横管结合？亲联蛋白1又是通过什么方式与肌浆网对接呢？有没有其他因子协助亲联蛋白1架构偶联膜复合体呢？等等。

亲联蛋白2在心肌中有丰富的表达，影响心肌的钙离子信号传导过程。缺失亲联蛋白2的小鼠突变的心肌细胞出现外周偶联缺乏，肌浆网不正常的钙离子释放，心脏不能正常收缩，胚胎期出现心脏骤停，体内的血液循环停止，导致小鼠胚胎期死亡^[25]。这说明亲联蛋白2对心肌正常兴奋收缩偶联结构的维持也起着关键作用。亲联蛋白3和亲联蛋白4蛋白均分布在神经组织，研究者发现，亲联蛋白3敲除的小鼠因有亲联蛋白4蛋白的代偿作用，可以正常生存，也可以正常交配繁殖^[26]。目前有关亲联蛋白3和亲联蛋白4的研究较少，期待更多的实验研究来揭开它们的神秘面纱。

2.2.4 亲联蛋白与疾病在亲联蛋白的所有亚型中，亲联蛋白1、亲联蛋白2和亲联蛋白3在人类病理学中发挥重要作用^[27-28]。亲联蛋白1和亲联蛋白2使肌细胞膜与内(肌)质网膜形成偶联，而该偶联在诸多生理过程中起关键作用，骨骼肌的三联管和心肌的二联管都是人体筋膜系统的延伸，筋膜系统联系全身，因而亲联蛋白1或亲联蛋白2缺失或变异必然与人体的某些疾病相关联。

研究发现，患有肌肉萎缩症的mdx大鼠体内亲联蛋白1蛋白的水解加速。在应激条件下，亲联蛋白2对心脏的超微结构和功能发挥起着关键的保卫作用^[29]，亲联蛋白2蛋白表达异常与多种心脏病相关。无论是肥厚型、扩张型，还是缺血型心肌病导致的心力衰竭，亲联蛋白2的表达均严重下调^[4]。研究者在筛查195位日本籍肥厚型心肌病受试者时发现了亲联蛋白2的2个突变体，即G505S和R436C^[4^，30]，在对美国388个肥厚型心肌病患者筛查时又找到3个亲联蛋白2蛋白的突变体：S101B、Y141 H和S165F。其中，Y141 H和S165F两个突变体在各物种间高度保守，S101R则位于亲联蛋白关键的MORN功能区Ⅰ^[4，31]。对有扩张型心肌病的小鼠模型的研究发现，其亲联蛋白2蛋白的表达量比正常小鼠减少^[32]。在主动脉束缚的心衰大鼠模型的心肌中，其亲联蛋白2蛋白早在代偿性心肌肥厚阶段已经开始降低^[4]。心脏应激还可导致亲联蛋白2在衰竭心脏中的错误偶联，包括横管减少以及横管在肌细胞膜上的重新分布^[33]。这说明亲联蛋白2蛋白与心脏疾病有密切联系，亲联蛋白2可能成为防治心脏疾病的新药物，为治疗心脏疾病提供新思路^[27-28]。此外，学者们也发现了亲联蛋白3与亨廷顿病等神经疾病之间有密切联系^[34]。这些研究都提示，亲联蛋白有望成为某些疾病的靶向药物，为疾病的分子学干预措施提供新思路。

参考文献

[1] Stecco A,Stern R,Fantoni I,et al.Fascial Disorders: Implications for Treatment.PM R.2016; 8(2):161-168.

[2] 常辉,李文惠.骨骼肌兴奋收缩偶联与细胞内的钙稳态[J].中国组织工程研究与临床康复,2010,14(50):9417-9420.

[3] 马国震,李文惠,骆硕.骨骼肌三联管膜蛋白与兴奋收缩偶联[J].中国组织工程研究与临床康复,2011,15(2):347-350.

[4] 张蓬,余跃,王世强.膜耦联的关键分子junctophilin.生理科学进展, 2009,40(3):209-213.

[5] 刘琳,黄强民,汤莉.肌筋膜疼痛触发点[J].中国组织工程研究, 2014,18(46):7520-7527.

[6] 刘琳,黄强民,刘庆广,等.肌筋膜触发点理论及其在运动康复临床实践中应用的研究进展[J].中国康复理论与实践,2016,22(10): 1167-1170.

[7] Rossi D, Scarcella AM, Lorenzini S, et al. The Transmembrane Domain is Sufficient to Direct Junctophilin-1 Localization at the Junctional SR. Biophysical J.2016;10(3):98a.

[8] Takeshima H, Hoshijima M, Song LS. Ca2+ microdomains organized by junctophilins. Cell Calcium.2015;(58):349-356.

[9] Daniela Rossi, Angela Maria Scarcella, Stefania Lorenzini. et al.Localization of Junctophilin-1 at the Junctional Sarcoplasmic Reticulum Requires a Sequence in the Transmembrane Domain. Biophysical J.2017;112(3).

[10] Sato D, Shannon TR, Bers DM. Sarcoplasmic Reticulum Structure and Functional Properties that Promote Long-Lasting Calcium Sparks. Biophysical J.2016;110(2):382-390.

[11] Mustroph J,Wagemann O,Lebek S,et al.SR Ca2+-leak and disordered excitation-contraction coupling as the basis for arrhythmogenic and negative inotropic effects of acute ethanol exposure. J Mol Cell Cardiol.2018;116:81-90.

[12] 蔡斌,戴尅戎.评估肌肉疲劳的中枢和外周起源[J].医用生物力学, 2015,30(2):192-196.

[13] 李文惠,赵斌,闫万军.不同负荷间歇负重跑训练对老龄大鼠骨骼肌MG29蛋白的影响[J].体育科学,2010,30(9):73-81.

[14] Shinichiro Yamamoto, Tetsuo Yamazaki, Shinji Komazaki. Contribution of calumin to embryo genesis through participation in the endoplasmic reticulum-associated degradation activity. Developmental Biology.2014; 393(1): 33-43.

[15] 王海.不同信号调节肌纤维类型转换的研究[J].体育科技,2014, 35(5):74-75.

[16] 武福云.Orai和STIM1相互作用机制研究[D].天津:南开大学, 2014.

[17] Takeshima H, Komazaki S, NishiM, et al. Junctophilins: a novel family Of junctional membrane complex proteins. Mol Cell.2000;6:11-22.

[18] Landstrom AP,Beavers DL,Wehrens XH.The junctophilin family of proteins: from bench to bedside. Trends Mol Med. 2014;20(6):353-362.

[19] Komazaki S,Ito K,Takeshima H, et al.Deficiency of triad formation in developing skeletal muscle cells lacking junctophilin type 1.FEBS Lett.2002;524(1-3):225-229.

[20] Hirata Y,Brotto M,Weisleder N,et al.Uncoupling Store-Operated Ca2+ Entry and Altered Ca2+ Release from Sarcoplasmic Reticulum through Silencing of Junctophilin Genes. Biophys J.2006;90(12):4418-4427.

[21] 谢玉平,陈必义,王烈成.心肌肥厚或心肌衰竭中JUNCTOPH LIN-2和CAVEOLIN-3的表达变化[J].安徽医科大学学报,2011; 46(7):623-626.

[22] Azad M,Khaledi N,Hedayati M.Effect of acute and chronic eccentric exercise on FOXO1 mRNA expression as fiber type transition factor in rat skeletal muscles. Gene.2016;584(2): 17-19.

[23] Komazaki S,Nishi M,Takeshima H.Abnormal junctional membrane structures in cardiac myocytes expressing ectopic junctophilin type 1. Febs Letters.2003; 542(1-3):69-73.

[24] 梁星光,吴博文,张维晨.Junctophilin 1在小鼠胚胎干细胞定向分化心肌细胞及大鼠胚胎心肌发生中的表征[J].浙江大学学报(医学版),2012,41(4):359-365.

[25] 郭文静.JPH2敲减抑制小鼠心肌细胞SK2蛋白的表达[D].郑州:郑州大学,2014.

[26] 李妙龄,欧贤红,李涛.U慢性心房颤动降低Junctophilin-2在心房中的表达研究[J].重庆医学,2016,45(22):3046-3048.

[27] Reynolds JO,Quick AP,Wang Q,et al.Junctophilin-2 gene therapy rescues heart failure by normalizing RyR2-mediated Ca2+ release.Int J Cardiol.2016;225:371-380.

[28] 潘宗富.Junctophilin 3和4在胚胎干细胞神经分化早期作用研究[D].浙江:浙江大学,2016.

[29] Hai-Bo Zhang,Rong-Chang Li,Ming Xu,et al. Ultrastructural uncoupling between T-tubulesand sarco--plasmic reticulum in human heart failure, Cardiovasc. Res.2013; 98 (2):269-276.

[30] Matsushita Y,Furukawa T,Kasanuki H, et al. Mutation of junctophilin type 2 associated with Hypertrophic cardiomyopathy. J HumanGenet.2007;52:543-548.

[31] Landstrom AP, WeislederN, BataldenK B, et al. Mutations in JPH-2 encoded junctophilin-2 associated with hypertrophic cardiomyopathy in humans. J Mol Cell Cardiol. 2007;42: 1026-1035.

[32] Landstrom AP,Kellen CA,Dixit SS,et al. Junctophilin-2 expression silencing causes cardiocyte hypertrophy and abnormal intracellular calcium-handling, Circ. Heart Fail. 2011;(4):214–223.

[33] Zhang C,Chen B,Guo A,et al. Microtubule-mediated defects in junctophilin-2 traffick-ing contribute to myocyte transverse-tubule remodeling and Ca2+ handlingdysfunction in heart failure.Circulation.2014; (129):1742-1750.

[34] Seixas AI,Holmes SE,Takeshima H, et al.Loss of junctophilin-3 con-tributes to Huntington disease-like 2 pathogenesis, Ann. Neurol.2012; (71):245–257.

[35] Shannon H. Romer, Melissa Bautista, Daniel E. Hutcherson, et al. Architecture of Transverse Tubules and Triads in Huntington's Disease Skeletal Muscle. Biophysical J.2018; 114(3):469a.

[36] Quick AP,Landstrom AP,Wang Q,et al. Novel Junctophilin-2 Mutation A405S Is Associated With Basal Septal Hypertrophy and Diastolic Dysfunction. JACC Basic Transl Sci. 2017;2(1): 56-67.

[37] Quick AP,Landstrom AP,Wehrens XH. Novel JunJunctophilin-2 at the intersection of arrhythmia and pathologic cardiac remodeling. Heart Rhythm.2016;13(3): 753-754.

[38] Roberts R.JPH2 Mutant Gene Causes Familial Hypertrophic Cardiomyopathy: A Possible Model to Unravel the Subtlety of Calcium-Regulated Contractility. JACC Basic Transl Sci. 2017; 2(1):68-70.

[39] Ujihara Y, Mohri S, Katanosaka Y.Effects of induced Na+/Ca2+ exchanger overexpression on the spatial distribution of L-type Ca2+ channels and junctophilin-2 in pressure-overloaded hearts.Biochem Biophys Res Commun. 2016;480(4):564-569.

引言

材料方法

讨论

3 小结与思考 Conclusion

骨骼肌的三联管是兴奋收缩偶联的结构基础，构成三联管的横管系统是机体筋膜系统的延伸，因而三联管的形态结构的变化不仅会影响兴奋收缩偶联的效果，还会通过筋膜系统影响到机体的其他器官。

亲联蛋白1是三联管膜上的重要因子，是偶联膜复合体的一部分，它连接肌细胞胞浆膜与肌浆网，使胞浆膜与肌浆网保持比较近的距离，保证了三联管的正常形态和数目，从而保证了钙信号的传导，保证了正常的兴奋收缩偶联过程。自亲联蛋白被首次发现以后，很多学者开始关注亲联蛋白在可兴奋细胞中的角色及其在人类病理学和病生理学研究中的意义。由于亲联蛋白在亚细胞构型中的重要作用和直接调控钙信号的功能，亲联蛋白受损与许多人类疾病有关，如骨骼肌肌病、行为和学习记忆障碍、运动控制、心肌病、心力衰竭、心律不齐、亨廷顿舞蹈症等^[35-39]，因而亲联蛋白有望成为这些疾病的靶向药物，为分子学干预措施提供思路。

然而，目前仍有很多问题期待研究者解决，亲联蛋白作为架构三联管的重要结构蛋白，到底是怎样与横管系统结合，维持横管的结构的？横管系统是人体筋膜系统的延伸，与骨骼肌细胞内的信号传递主要通过钙离子，亲联蛋白对电压门控的电压门控的钙离子释放信号传递通路有无影响？影响程度又怎样呢？亲联蛋白的另一端与内质网(肌浆网)的终池相连接，二者又是怎样对接的呢？肌浆网的钙致钙释放机制，能够有效地补充胞浆内的钙浓度不足，使肌钙蛋白有效地与钙离子结合，促成肌肉收缩，同时又能在肌肉舒张时及时回收钙离子入肌浆网储存，亲联蛋白对钙致钙释放机制有何影响呢？亲联蛋白使肌细胞膜与肌浆网相联系，构成偶联膜复合体，该复合体除外构成细胞膜的磷脂成分，还有其他成分参与吗？哪些蛋白协助亲联蛋白架构偶联膜复合体？在骨骼肌中，为什么是三联管，而不是二联管？亲联蛋白1蛋白为什么定位在骨骼肌，它到底是怎样发挥作用的？不同类型肌纤维中的亲联蛋白1的表达量相同吗？亲联蛋白1与骨骼肌疾病有无相关性？骨骼肌的不同运动形式与亲联蛋白1的相关性如何？尽管学者们就亲联蛋白2与心脏病的相关性做了一些研究，但是其生理和病理机制仍不甚清楚，使亲联蛋白2成为治疗心脏相关疾病的靶向药物仍需要很多的实验和临床研究。亲联蛋白3和亲联蛋白4与诸多神经系统疾病的相关性如何？虽然研究发现，亲联蛋白4虽然可代偿亲联蛋白3的功能，但是两者的形态结构和功能特点仍不清楚。此外，制动对各型亲联蛋白有何影响？不同运动形式对各型亲联蛋白的表达有何影响，可否通过运动干预亲联蛋白的表达量呢？因而，虽然学者们就亲联蛋白做了一些前期研究，但是对亲联蛋白的认识还很肤浅，要想揭开亲联蛋白的神秘的面纱，深入地探究亲联蛋白的奥秘，还需要很长的路要走。中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程