沈麗娟 陸曙 陳家豪 張卓珺 常盛

擴(kuò)張型心肌病（DCM）是心力衰竭（HF）和心源性猝死的重要病因，也是心臟移植的主要原因之一[1-2]。我國(guó)DCM 發(fā)病率為19/10 萬(wàn)，病死率達(dá)42.24%[1-3]。DCM 的藥物治療均以改善HF 癥狀為主，尚無(wú)針對(duì)與遺傳相關(guān)的精準(zhǔn)治療。

根據(jù)臨床癥狀和遺傳學(xué)證據(jù)，DCM 可分為家族性和非家族性。家族性DCM 約占所有DCM 病例的30%～50%，呈常染色體顯性遺傳模式，超過(guò)50%的DCM 患者至少有1 個(gè)基因突變[4-5]。B 淋巴細(xì)胞瘤-2（Bcl-2）相關(guān)永生基因3（BAG3）是BAG 家族重要成員，心肌細(xì)胞BAG3基因突變會(huì)影響肌原纖維結(jié)構(gòu)，與DCM 發(fā)生相關(guān)[6]。

1 BAG3的結(jié)構(gòu)

BAG3 是1 種由PXXP、BAG 和WW 3 個(gè)結(jié)構(gòu)域組成的多功能蛋白，在心臟、骨骼肌、中樞神經(jīng)系統(tǒng)和腫瘤中高表達(dá)，其功能與結(jié)構(gòu)域密切相關(guān)[7]。PXXP 結(jié)構(gòu)域是經(jīng)典的蛋白質(zhì)相互作用模體，通過(guò)與含SH3 等結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì)相互作用，介導(dǎo)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、蛋白細(xì)胞內(nèi)定位與隔離等多個(gè)生物學(xué)過(guò)程；此外，該結(jié)構(gòu)域還能調(diào)控選擇性自噬，調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、遷移及侵襲[8]。BAG 結(jié)構(gòu)域位于BAG3 的C 末端，可結(jié)合分子伴侶熱休克蛋白（HSP）70 的ATP 酶位點(diǎn)[9]。HSP70-BAG3 復(fù)合物可通過(guò)調(diào)節(jié)核因子-κB、叉頭盒蛋白M1、翻譯調(diào)節(jié)蛋白HuR 與存活蛋白的活性來(lái)調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞的信號(hào)[10]。此外，BAG 結(jié)構(gòu)域還能通過(guò)結(jié)合Bcl-2基因啟動(dòng)抑制細(xì)胞凋亡的經(jīng)典信號(hào)通路[11]。WW結(jié)構(gòu)域位于BAG3 的N 末端，是誘導(dǎo)膠質(zhì)瘤細(xì)胞自噬所必需的結(jié)構(gòu)，WW 結(jié)構(gòu)域可能與富含脯氨酸的重復(fù)序列相互作用[12]。

2 BAG3的生物學(xué)功能

BAG3 參與調(diào)節(jié)如細(xì)胞生長(zhǎng)、細(xì)胞凋亡和細(xì)胞免疫等，在多種疾病的發(fā)生和進(jìn)展中起重要作用。在心臟，BAG3 可抑制細(xì)胞凋亡、促進(jìn)自噬，以及調(diào)節(jié)心肌細(xì)胞的收縮和Ca2+平衡[13]。

2.1 抗凋亡

BAG3 抑制細(xì)胞凋亡的經(jīng)典途徑是通過(guò)與Bcl-2 蛋白結(jié)合，抑制心臟和某些腫瘤中的細(xì)胞凋亡[14]。Bcl-2 是Bcl-2 家族成員之一，目前已知編碼Bcl-2 家族的共有25 個(gè)基因，包括Bax、Bal-2、Bok、Mcl-1等。非BAG3 介導(dǎo)的經(jīng)典途徑也可能發(fā)揮抗凋亡的作用。造血系統(tǒng)中編碼Bcl-2 家族的Bcl-XL和Bax基因具有相似的結(jié)構(gòu)，可在線粒體外膜中形成離子通道，發(fā)揮抑制細(xì)胞凋亡的作用[15-17]。

2.2 調(diào)節(jié)自噬

細(xì)胞自噬通常有3 種形式：微自噬、伴侶輔助的自噬（CMA）和巨自噬。BAG3 通過(guò)結(jié)合HSP70 和HSPB8 組成復(fù)合物，在自噬中發(fā)揮著核心作用。BAG3 能刺激自噬，HSPB8 則識(shí)別錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)；錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)通過(guò)胞質(zhì)伴侶的作用展開(kāi)，轉(zhuǎn)運(yùn)穿過(guò)溶酶體膜后被消化[18]。在感染等應(yīng)激狀態(tài)下，BAG3 對(duì)心肌、骨骼肌和神經(jīng)元等具有保護(hù)作用[19]。CMA 需通過(guò)溶酶體相關(guān)膜蛋白2A、HSPA8 和HSP90 發(fā)揮作用。在線粒體自噬中，BAG3 和Parkin 被招募到去極化的線粒體中促進(jìn)線粒體自噬；抑制BAG3會(huì)導(dǎo)致受損的線粒體增多，線粒體膜蛋白TOM20 表達(dá)水平降低，使線粒體功能減退，自噬通量減少，無(wú)法產(chǎn)生足夠的ATP，無(wú)限制釋放活性氧物質(zhì)，從而引起細(xì)胞凋亡增加[20-21]。

3 BAG3與DCM的關(guān)系

3.1 遺傳病因

Ellinor 等[22]的全基因組關(guān)聯(lián)研究確定了染色體10q25-26 上與DCM、彌漫性心肌纖維化和猝死相關(guān)的新基因座。BAG3基因座位于10號(hào)染色體上，其基因編碼的蛋白位于肌節(jié)Z 盤上。BAG3基因突變主要引起DCM，如BAG3的p.H243Tfr*64[23]、p.Ser249stop[24]、p.Arg309stop[25]和Arg218Trp[26]等 突變。通過(guò)檢索ClinVar 數(shù)據(jù)庫(kù)（2023 年10 月30 日訪問(wèn)），可檢索出975 個(gè)與DCM 相關(guān)的遺傳變異。

3.2 臨床特點(diǎn)及預(yù)后

40 歲以上的BAG3突變DCM 攜帶者具有更高的外顯率和進(jìn)行性HF 的風(fēng)險(xiǎn)。歐洲1 項(xiàng)納入129 例BAG3突變?nèi)巳篬62%為男性,（35.1±15.0）歲]的長(zhǎng)期多中心隊(duì)列研究發(fā)現(xiàn)：在首次評(píng)估時(shí)，57.4%患有DCM；中位隨訪38 個(gè)月后進(jìn)行第二次評(píng)估，68.4%患有DCM，26.1%由最初的表型陰性進(jìn)展為DCM；在第96 個(gè)月的最后一次評(píng)估中，40 歲以上個(gè)體的疾病外顯率為80%，且男性有較早發(fā)生DCM 的趨勢(shì)。該研究還發(fā)現(xiàn)，男性、左室射血分?jǐn)?shù)降低和左室舒張末期直徑增大與BAG3突變患者的不良結(jié)局相關(guān)；BAG3突變DCM 患者對(duì)治療的反應(yīng)可能不如其他遺傳方式的DCM 患者顯著[26]。由此可見(jiàn)，大多數(shù)BAG3突變DCM 患者以早發(fā)性為特征，進(jìn)展為終末期HF 的風(fēng)險(xiǎn)更高，男性預(yù)后更差。

3.3 病理生理機(jī)制

3.3.1 動(dòng)物實(shí)驗(yàn) Basheer 等[27]利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)敲入人類突變型BAG3E455K基因，破壞了BAG3和HSP70 之間的相互作用，導(dǎo)致DCM。研究表明，在BAG3敲除小鼠和E455K敲入小鼠中，小熱休克蛋白水平降低，而維持心臟穩(wěn)態(tài)的蛋白質(zhì)的子集升高[11]。心臟特異性敲除1 個(gè)BAG3的等位基因可導(dǎo)致左室功能顯著下降，這與小熱休克蛋白的減少有關(guān)[28]。其他使用類似心臟限制性敲除模型的研究發(fā)現(xiàn)，左室功能的下降與自噬和自噬通量的減少及心肌細(xì)胞凋亡的增多有關(guān)[29]。Hong 等[30]研究發(fā)現(xiàn)，結(jié)扎升主動(dòng)脈的小鼠出現(xiàn)心臟擴(kuò)張和左室功能障礙，而敲除肌肉LIM 蛋白的小鼠BAG3蛋白水平降低50%，這與人類心臟的研究一致。因此，BAG3 蛋白水平降低似乎是心臟對(duì)壓力的普遍反應(yīng)。

3.3.2 體外實(shí)驗(yàn) 目前對(duì)于心臟BAG3 蛋白的基本生物學(xué)特點(diǎn)仍未明確，其可能在心肌細(xì)胞結(jié)構(gòu)和興奮-收縮耦聯(lián)裝置中起作用。成人心肌細(xì)胞中，橫小管是富含心肌橋聯(lián)因子1 調(diào)節(jié)信號(hào)微結(jié)構(gòu)域的肌膜皺襞，包含興奮-收縮耦聯(lián)的功能單元[13]。BAG3 與橫小管處的β1-腎上腺素能受體和CaV1.2 通道共定位，調(diào)節(jié)鈣電流幅度和心肌收縮力[7]。BAG3 還可與肌動(dòng)蛋白帽蛋白CapZb1 結(jié)合，后者與HSP70 一起維持肌動(dòng)蛋白網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性及BAG3 在Z 盤上的正確錨定[25,27]。因此，BAG3基因突變可導(dǎo)致Z 盤組裝缺陷和細(xì)胞凋亡的易感性增加，參與DCM 的發(fā)生[25]。

BAG3 可在心肌細(xì)胞的應(yīng)激反應(yīng)中發(fā)揮作用。在機(jī)械或代謝的不良刺激下，心肌細(xì)胞啟動(dòng)針對(duì)應(yīng)激反應(yīng)的信號(hào)網(wǎng)絡(luò)，心肌細(xì)胞中應(yīng)激反應(yīng)功能缺陷可導(dǎo)致適應(yīng)失敗。當(dāng)心肌細(xì)胞受到蛋白質(zhì)毒性應(yīng)激時(shí)，BAG3 可作為調(diào)節(jié)HSP70 和HSPB 蛋白家族成員活性的伴侶分子，清除錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)并確保心肌肌節(jié)的穩(wěn)定性[7]。BAG3 的細(xì)胞骨架和運(yùn)輸功能可模擬其他應(yīng)激反應(yīng)運(yùn)輸?shù)鞍祝ㄈ缈p隙連接蛋白α1 截短單體-20k），參與肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架形成和代謝調(diào)節(jié)[31]。Yang 等[32]開(kāi)發(fā)了新型高選擇性的組蛋白去乙?；?（HDAC6）抑制劑TYA-018，選擇性抑制HDAC6，可減少BAG3敲除小鼠N 末端腦鈉肽前體的表達(dá)和肌節(jié)損傷。

4 小結(jié)

BAG3 生物學(xué)功能廣泛，可抑制細(xì)胞凋亡、促進(jìn)自噬。開(kāi)發(fā)特異性的BAG3 激動(dòng)劑，可為骨骼肌、心肌、神經(jīng)系統(tǒng)等相關(guān)疾病的治療提供新途徑，尤其對(duì)于有BAG3突變的DCM 患者，但BAG3 的過(guò)度激動(dòng)可能導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生，未來(lái)進(jìn)行BAG3 相關(guān)研究時(shí)需重視該風(fēng)險(xiǎn)。