他汀类药物改变了心脏健康,通过降低胆固醇和减少心脏病发作及中风的风险,挽救了数百万人的生命。但对许多患者来说,这些药物却带来了一个令人困扰的副作用:肌肉疼痛、无力,以及在少数情况下,严重的肌肉溶解,可能导致肾衰竭。
不列颠哥伦比亚大学的研究人员及其在威斯康星大学麦迪逊分校的合作者现在已经找到了原因。他们的研究结果上周发表在 《自然通讯》 上,这可能为新一代不带这些副作用的他汀类药物铺平道路。
他汀类药物如何影响肌肉细胞
研究小组使用了 冷冻电子显微镜,这是一种强大的成像技术,能够以接近原子级的细节展示蛋白质,捕捉他汀类药物如何与一种叫做钙离子通道受体(RyR1)的关键肌肉蛋白相互作用。该蛋白质充当肌肉细胞内钙的守门人,仅在肌肉需要收缩时打开。当他汀类药物与其结合时,就会强行打开这个门,导致钙不断泄漏,这种毒性效应可能会损害肌肉组织。
“我们几乎能够逐个原子地看到他汀类药物是如何与这个通道结合的,”首席作者、UBC生物化学与分子生物学系的博士后研究员史蒂文·莫利纳罗博士说。“这种钙的泄漏解释了为什么一些患者会感到肌肉疼痛,甚至在极端情况下会出现危及生命的并发症。”
对未来他汀类药物开发的影响
这项研究主要针对阿托伐他汀,这可是最常用的他汀类药物之一,但研究结果表明,这种效应可能在所有他汀类药物中普遍存在。研究人员发现,他汀类药物的结合方式非常不寻常:三个分子聚集在蛋白质的一个口袋内。第一个分子在通道关闭时附着,为打开通道做好准备。然后再有两个分子插入,强行把通道撑开。
“这是我们第一次清楚地了解他汀类药物是如何激活这个通道的,”UBC生命科学研究所的高级作者和教授菲利普·范·佩特根博士说。“这是一个重要的进展,因为它为我们设计不与肌肉组织发生作用的他汀类药物指明了方向。”
通过仅调整他汀分子中导致负面影响的部分,科学家们可以保留降低胆固醇的部分,同时降低风险。
对患者和治疗的潜在影响
虽然严重的肌肉损伤仅影响全球超过2亿他汀用户中的一小部分,但像疼痛和疲劳这样的轻微症状更为常见,常常导致患者停止治疗。这些新发现可能有助于防止这些问题,并提高患者对拯救生命治疗的坚持度。
这项研究强调了先进成像技术在推动医学进步中的重要性。利用不列颠哥伦比亚大学医学院的高分辨率大分子冷冻电子显微镜设施,研究团队能够以极其清晰的细节展示他汀与蛋白质的相互作用——把药物安全性这一基本问题转化为能影响下一代疗法的实用见解。
“他汀药物几十年来一直是心血管护理的基石,”范·佩特根博士说。“我们的目标是让它们更加安全,让患者在没有严重副作用的担忧下受益。”
对于数百万依赖他汀药物的人来说,这可能意味着肌肉问题会减少,生活质量也会更好。
更多详情: 史蒂文·莫利纳罗等人,冷冻电子显微镜揭示他汀三联体对钙离子通道受体的依次结合和激活,自然通讯期刊(2025)。 DOI: 10.1038/s41467-025-66522-0
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