微管由α-微管蛋白和β-微管蛋白异二聚体组成，是细胞骨架的重要组成部分。在心脏中，它们在调节心肌细胞力学特性方面起着关键作用。在衰竭的心肌中，微管密度和聚合微管蛋白水平显著增加，导致细胞硬度升高和收缩功能受损。使用解聚剂（如秋水仙碱）已被证明能有效减轻这些对心脏功能的不利影响。

此外，微管网络对于将蛋白质精准靶向至特定质膜微区是不可或缺的。例如，微管介导的连接蛋白43（Cx43）的运输对于相邻心肌细胞之间间隙连接的形成至关重要，并在心脏传导中起关键作用。此外，钠通道Naᵥ1.5向闰盘的运输和亚细胞分布也受到微管网络的调节，从而确保心脏中正常的电信号传导。

Spastin切断谷氨酰化微管以调节心肌细胞间的偶联（图源自Nature Cardiovascular Research）

该研究表明，人类缺血性心肌病和小鼠缺血再灌注促进了谷氨酰化微管的积累和稳定，从而破坏了Cx43的靶向运输。这种谷氨酰化微管网络的重塑由微管切割酶spastin介导。在心肌细胞中过表达spastin可降低微管密度，而spastin缺失则导致谷氨酰化稳定微管的积累。

尽管心肌细胞特异性spastin敲除小鼠在基线时心功能和结构正常，但它们对应激诱导的恶性心律失常高度易感。机制上，spastin缺失损害了微管正端动力学和Cx43的运输。值得注意的是，在缺血再灌注前通过遗传或药理学手段降低微管谷氨酰化，可保留Cx43的定位并减轻氧化应激诱导的损伤。

总之，这些发现确定了微管谷氨酰化是心脏电稳定性的关键调控因子，也是缺血再灌注损伤中一个有前景的治疗靶点。

参考消息：https://www.nature.com/articles/s44161-026-00800-y