心肌细胞处于持续的机械运动中，细胞膜损伤是其生命周期中的普遍事件。正常状态下，细胞膜损伤可触发膜修复反应。一旦细胞膜修复功能缺失，因心肌细胞不能增殖，将会导致不可替代性心肌细胞的死亡，而心肌细胞的损失会引起心肌纤维化，并最终导致心衰，但目前对心肌细胞膜修复的机制了解甚少。MG53是特异性表达于横纹肌的新蛋白，在骨骼肌中的研究表明MG53蛋白参与细胞膜的修复过程。本课题进一步研究了MG53蛋白在心脏中的功能。利用双光子成像技术，在整体心脏水平发现MG53蛋白是心肌细胞膜修复机器的必需组份；无论是机械性损伤、电损伤还是化学损伤均可导致MG53蛋白迅速转位到细胞膜损伤位点。进一步的机制研究表明，钙和细胞膜的牵张都不能够引起MG53蛋白转位到细胞膜，而细胞膜的破损是其细胞膜转位所必需的；氧化还原状态不影响MG53蛋白转位到细胞膜损伤位点，但影响MG53蛋白在损伤位点聚集的稳定性；重要的是，本文发现细胞膜胆固醇是MG53介导的细胞膜修复过程所必需的。本文进一步研究了MG53蛋白介导的细胞膜修复作用的心脏保护功能，发现心脏缺血/再灌注损伤引起MG53蛋白转位到心肌细胞膜，而MG53缺失则加剧了缺血/再灌注所引起的心脏损伤。本文的研究不仅揭示了一项新的心脏保护机制，即胆固醇依赖的MG53介导的细胞膜修复作用，而且发现了胆固醇的一项新的生理功能及细胞膜修复的一项新机制。