肥厚型心肌病（HCM）是一種常見但復(fù)雜的遺傳性心臟病，其特征是心肌肥厚，最常累及左心室。與心臟肌節(jié)蛋白相關(guān)的基因（如 MYBPC3、MYH7 和 TNNT2）突變可被導(dǎo)入動(dòng)物體內(nèi)。這些突變會(huì)破壞心肌的正常結(jié)構(gòu)和功能，進(jìn)而導(dǎo)致肥厚型心肌病的發(fā)生。集萃藥康已開發(fā)出具有肥厚型心肌病表型的 Myh6 R404Q 小鼠和 Mybpc3  KO小鼠，并可基于這些模型提供成熟的藥效評(píng)估服務(wù)。

相關(guān)模型

1. 肥厚型心肌病模型-Mybpc3 KO

• 模型介紹

MYBPC3 基因編碼心肌肌球蛋白結(jié)合蛋白 C（cMyBP-C），這是一種與粗肌絲相關(guān)的蛋白質(zhì)，通過調(diào)節(jié)肌動(dòng)蛋白 - 肌球蛋白橫橋相互作用，在調(diào)控心肌收縮和舒張過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。它如同一個(gè) “剎車裝置”，限制過度的橫橋循環(huán)，維持肌節(jié)結(jié)構(gòu)完整性和鈣敏感性。MYBPC3 KO小鼠表現(xiàn)出離心性肥厚型心肌病，其特征為左心室擴(kuò)張、收縮功能降低以及心電圖異常（如 ST 段抬高）。這些小鼠還表現(xiàn)出肌球蛋白循環(huán)動(dòng)力學(xué)加快和心律失常易感性增加的現(xiàn)象，與人類 MYBPC3 相關(guān)心肌病的病理特征相似。 

• 驗(yàn)證數(shù)據(jù)

① 蛋白敲除驗(yàn)證

圖 1. Mybpc3 KO小鼠心臟中不表達(dá) MYBPC3 蛋白

② Mybpc3 KO小鼠在出生后第 14 天表現(xiàn)出離心性肥厚型心肌病

圖 3.  Mybpc3 KO小鼠在 P14 時(shí)的超聲數(shù)據(jù)

超聲心動(dòng)圖分析顯示，與野生型對(duì)照小鼠相比，Mybpc3 KO小鼠心臟顯著增大。Mybpc3 KO小鼠心臟在舒張末期室間隔厚度（IVSd）和舒張末期左心室后壁厚度（LVPWd）均顯著增加，符合心肌肥厚特征。同時(shí)，左心室舒張末期容積（LVEDV）和收縮末期容積（LVESV）病理性升高，射血分?jǐn)?shù)（EF）和縮短分?jǐn)?shù)（FS）降低，共同表明心室擴(kuò)張和收縮功能受損。這些結(jié)構(gòu)和功能異常表明，Mybpc3 基因缺失與青春期離心性肥厚型心肌病的發(fā)生存在因果關(guān)系，重現(xiàn)了人類 MYBPC3 相關(guān)心肌病的特征。

③ Mybpc3 KO小鼠的心臟病理特征

圖3  3月齡Mybpc3 KO小鼠心臟的病理分析

與野生型對(duì)照小鼠相比，Mybpc3 KO小鼠心臟顯著增大，心臟重量與體重比（HW/BW）顯著升高。通過H&E染色和Masson染色的組織病理學(xué)分析顯示，Mybpc3 KO小鼠心臟中存在明顯的心肌細(xì)胞肥大和廣泛的心肌纖維化，表現(xiàn)為心肌纖維增大和膠原沉積，尤其在血管周圍和間質(zhì)區(qū)域更為明顯。這些結(jié)構(gòu)異常與離心性肥厚的表型特征一致，反映了代償性適應(yīng)性重塑和進(jìn)行性病理失代償。值得注意的是，纖維化病變呈斑片狀分布，表明在缺乏功能性 Mybpc3 的情況下，由于持續(xù)的生物力學(xué)應(yīng)力導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)更新失調(diào)。

2. Myh6 R404Q+/?

• 模型介紹

Myh7臨床肥厚型心肌病人中發(fā)現(xiàn)的最高頻突變之一。小鼠Myh7表達(dá)量低，且不參與心室肌球蛋白重鏈二聚體組成。小鼠Myh6基因與人類的 Myh7 基因具有高度同源性，二者都主要在心室心肌細(xì)胞中表達(dá)，對(duì)心肌收縮力起著關(guān)鍵的調(diào)節(jié)作用。Myh6 基因編碼 α- 肌球蛋白重鏈（α-MHC），是心肌中的一種關(guān)鍵收縮蛋白，通過依賴 ATP 的肌動(dòng)蛋白 - 肌球蛋白橫橋循環(huán)，驅(qū)動(dòng)肌節(jié)組裝和心肌收縮。小鼠 Myh6 基因第 404 位氨基酸殘基及其周圍序列，與人類 Myh7 基因第 403 位殘基區(qū)域具有高度同源性。Myh6基因R404Q突變會(huì)破壞肌球蛋白重鏈與心肌肌球蛋白結(jié)合蛋白 C（cMyBP-C）之間的結(jié)合親和力，這與人類 Myh7基因 R403Q 變異的致病機(jī)制相似，能夠重現(xiàn)人類肥厚型心肌病的病理特征。

• 驗(yàn)證數(shù)據(jù)

① Myh6 R404Q+/?小鼠在4月齡后出現(xiàn)向心性肥厚型心肌病

圖1. Myh6 R404Q+/?小鼠4月齡的心超數(shù)據(jù)

超聲心動(dòng)圖分析顯示，與野生型對(duì)照小鼠相比，Myh6 R404Q+/?小鼠出現(xiàn)明顯的心臟肥厚。突變小鼠心臟的舒張末期室間隔厚度（IVSd）和舒張末期左心室后壁厚度（LVPWd）均顯著增加，但左心室舒張末期容積（LVEDV）和收縮末期容積（LVESV）減小，同時(shí)射血分?jǐn)?shù)（EF）和縮短分?jǐn)?shù)（FS）略有升高。這些結(jié)構(gòu)和功能異常表明，Myh6 基因突變與向心性肥厚型心肌病的發(fā)生存在因果關(guān)系，高度重現(xiàn)了人類 Myh7 相關(guān)心肌病的特征。n = 10，數(shù)據(jù)以Mean±SEM表示。*P<0.05，**P<0.01，***P<0.001 by t-test。

② Myh6 R404Q+/?小鼠在出生 8 個(gè)月后出現(xiàn)嚴(yán)重的向心性肥厚型心肌病

圖 2. Myh6 R404Q+/?小鼠8月齡的心超數(shù)據(jù)

Myh6 R404Q+/?小鼠出生后可存活長(zhǎng)達(dá) 8 個(gè)月，在此期間，向心性心肌肥厚逐漸發(fā)展為嚴(yán)重的病理狀態(tài)。除了心室壁增厚和心室腔容積減小外，突變小鼠心臟的每搏輸出量（SV）和心輸出量（CO）顯著降低，這表明其已轉(zhuǎn)變?yōu)槭湛s功能障礙和早期心力衰竭狀態(tài)，重現(xiàn)了晚期肥厚型心肌病的臨床特征。值得注意的是，該模型中從肥厚到衰竭的時(shí)間進(jìn)程與人類 Myh7 R403Q 心肌病的病程時(shí)間線相似，突顯了其在研究疾病機(jī)制和治療干預(yù)方面的轉(zhuǎn)化相關(guān)性。n = 10，數(shù)據(jù)以Mean±SEM表示。*P<0.05，**P<0.01 by t-test。

③ Myh6 R404Q+/?小鼠心臟的肌節(jié)紊亂和心臟重塑

圖 3. Myh6 R404Q+/?小鼠8月齡心臟的病理分析

組織學(xué)結(jié)果顯示，與野生型小鼠相比，Myh6 R404Q+/?小鼠心臟出現(xiàn)廣泛的間質(zhì)和血管周圍纖維化（在三色染色 / 天狼星紅染色切片中呈現(xiàn)藍(lán)色 / 綠色膠原沉積），心肌細(xì)胞結(jié)構(gòu)被破壞。纖維化病變分布于整個(gè)心室壁，表明細(xì)胞外基質(zhì)正在進(jìn)行漸進(jìn)性重塑，這是肥厚型心肌?。℉CM）進(jìn)展的一個(gè)標(biāo)志。這與該模型中先前觀察到的心輸出量受損和心肌肥厚現(xiàn)象一致。*P<0.05 by t-test。

④ Mavacamten/MYK-461 可誘導(dǎo)Myh6 R404Q+/?小鼠心肌松弛

CAMZYOS?（Mavacamten）是FDA批準(zhǔn)的首款心臟肌球蛋白抑制劑，專門用于心功能分級(jí)為 II - III 級(jí)的有癥狀成人梗阻性肥厚型心肌?。╫HCM）。這種新型治療藥物可選擇性調(diào)節(jié) β- 心臟肌球蛋白 ATP 酶活性，減少過度的肌動(dòng)蛋白 - 肌球蛋白橫橋形成，使心肌收縮力向節(jié)能的 “超松弛” 狀態(tài)轉(zhuǎn)變。在 Myh6 R404Q+/- 小鼠模型中的臨床前驗(yàn)證顯示出快速的藥效學(xué)效應(yīng)。與模型小鼠相比，單劑量MYK-461（Mavacamten 的臨床前代碼）在給藥后的 24 小時(shí)內(nèi)使縮短分?jǐn)?shù)（FS）顯著降低了 18%。這種收縮功能的急性降低與 Mavacamten 的作用機(jī)制一致，其直接針對(duì)肌節(jié)過度收縮，這是肥厚型心肌病病理生理學(xué)的一個(gè)特征。ns 無顯著性差異；****P<0.0001 by t-test。