J Pathol：南京大学发现心肌肥厚中关键酶分子

最近，南京大学模式动物研究所李朝军教授课题组在心脏病的分子病理学研究上取得了新突破。他们发现牛耳基焦磷酸合成酶（GGPPS），一种蛋白质异戊二烯化的关键酶，在心肌肥厚小鼠模型中明显下调。

高灵敏度LC-MS/MS分析揭露了心肌细胞中法尼基焦磷酸（FPP）和牛耳基焦磷酸（GGPP）之间的平衡被打破是小鼠心肌肥厚的重要诱因。心脏组织特异性敲除GGPPS，会诱发小鼠心肌肥厚，并使其在出生2个月后死于心脏衰竭。GGPPS的缺失能够影响G蛋白的异戊二烯化，从而导致心肌细胞的过度生长。

具体解释为GGPPS的缺失导致了GGPP的前体FPP在心肌细胞中的大量积累，而高浓度的FPP会法尼基化Rheb，使其被大量招募于细胞膜上并持续处于活化的状态，活化的Rheb则会持续激活mTOR通路，促使心肌细胞过度生长，最终导致心脏衰竭。然而，针对蛋白质法尼基化的抑制则会有效地削弱GGPPS缺失对心肌细胞带来的破坏，再次证明了蛋白质异戊二烯化的失衡是小鼠心肌肥厚的重要诱因。

该项工作由南京大学，南京鼓楼医院，南京师范大学，中科院北京动物所，江苏省人民医院和岛津生物医学研究实验室共同完成，南京大学模式动物研究所的徐娜博士为该文第一作者，成果刚刚被在线发表于病理学顶级期刊《Journal of Pathology》，该项工作充分揭露了蛋白质异戊二烯化的平衡在维持心肌细胞正常生长中的重要角色，并为将来心肌肥厚和心脏衰竭的临床治疗提供了一个新的潜在生物靶点。

GGPPS敲除后，心脏中A GGPP含量下降；B 牛耳基化Rap1A蛋白表达下降；C FPP含量上升；D 法尼基化H-Ras蛋白表达上升；E Ras蛋白的细胞内分布未受到影响；F Rheb蛋白的细胞内分布受到影响，有机相中的含量明显增加；G Rheb蛋白的膜分布明显增加；H 有机相中Rheb蛋白的增加可被法尼基化的特异性抑制所削弱；I 细胞膜上Rheb蛋白的过度招募可被法尼基化的特异性抑制所扭转。

原始出处：

Xu N, Guan S, Chen Z, Yu Y, Xie J, Pan FY, Zhao NW, Liu L, Yang ZZ, Gao X, Xu B, Li CJ.The alteration of protein prenylation induces cardiomyocyte hypertrophy through Rheb/mTORC1 signaling and leads to chronic heart failure.J Pathol. 2014 Nov 11. doi: 10.1002/path.4480