增齡性心房顫動心房重構(gòu)的離子分子機(jī)制研究.pdf

1、目的：房顫的流行病學(xué)特征首先和年齡相關(guān)，伴隨著人口老齡化等社會進(jìn)步的表現(xiàn)，房顫的患病人數(shù)正迅速增加，房顫、老齡化是21世紀(jì)全世界必須面對的醫(yī)療與社會問題。因此，關(guān)注房顫、關(guān)注老年房顫就更具有重要的意義?；诜款澓驮鳊g之間的密切關(guān)系，近年來國內(nèi)外學(xué)者提出了增齡性房顫這一概念。本研究旨在探討增齡性心房顫動心房重構(gòu)的離子分子機(jī)制，以期為增齡性房顫的病因、發(fā)病機(jī)制和治療等提供新的思路和理論依據(jù)。本研究目的是為探索與論證：
　　1）是否心房

2、肌細(xì)胞內(nèi)鈣離子平衡異常與左心房復(fù)極化障礙伴隨增齡而顯現(xiàn)，其是否為老年人易觸發(fā)和易維持房顫的離子機(jī)制；
　　2）是否存在心房肌細(xì)胞膜 L-型鈣通道蛋白和細(xì)胞內(nèi)肌質(zhì)網(wǎng)鈣轉(zhuǎn)運(yùn)調(diào)控蛋白異常表達(dá)伴隨增齡而顯現(xiàn)，致使心肌細(xì)胞內(nèi)鈣穩(wěn)態(tài)遭到破壞，其是否為增齡性房顫心房電重構(gòu)的分子基質(zhì)；
　　3）是否心房肌細(xì)胞鈣激活中性蛋白酶（calpain1、calpain2）、鈣蛋白酶抑素（calpastatin）的表達(dá)變化與這種細(xì)胞內(nèi)可能普遍存在的病理

3、生理改變相關(guān)，包括在心房老化和房顫中左心房心肌細(xì)胞膜特征性的L-型鈣通道表達(dá)改變、加速的纖維化和細(xì)胞凋亡，以期闡明增齡與房顫時心房肌電重構(gòu)和結(jié)構(gòu)重構(gòu)以及心功能下降的分子生物學(xué)機(jī)制及其在增齡性房顫發(fā)生維持中的作用；
　　4）伴隨著心房老化或者在房顫這種疾病狀態(tài)下，是否存在 MMP-9與TIMP-1，BCL-2與 BAX的表達(dá)改變與心房結(jié)構(gòu)重構(gòu)有關(guān)；
　　5）是否可能存在的microRNA-1、microRNA-21、micro

4、RNA-29和microRNA-133的異常表達(dá)與伴隨衰老和房顫疾病狀態(tài)下加重的纖維化和細(xì)胞凋亡是否相關(guān)。
　　方法：通過持續(xù)快速心房起搏建立持續(xù)性房顫犬模型，用全細(xì)胞膜片鉗的方法記錄4組犬（成年和老年竇性心律犬、成年和老年持續(xù)性房顫犬）的L-型鈣電流（ICa-L）電流密度以及動作電位特征；用實時熒光定量聚合酶反應(yīng)（Realtime PCR）和蛋白免疫印跡（Western blot）的方法針對四組犬：
　　1）檢測左心房心肌

5、細(xì)胞膜 L-型鈣通道蛋白和肌漿網(wǎng)鈣轉(zhuǎn)運(yùn)調(diào)控蛋白在mRNA和蛋白質(zhì)表達(dá)水平變化；
　　2）檢測左心房肌細(xì)胞鈣激活中性蛋白酶（calpain1、calpain2）、鈣蛋白酶抑素（calpastatin）在mRNA和蛋白質(zhì)表達(dá)水平變化；
　　3）檢測左心房肌細(xì)胞MMP-9與 TIMP-1，BCL-2與BAX在mRNA和蛋白質(zhì)表達(dá)水平變化；
　　4）檢測左心房肌細(xì)胞 microRNA-1、microRNA-21、microRN

6、A-29和microRNA-133的表達(dá)變化；
　　5）應(yīng)用光鏡、電鏡及TUNEL法檢測各組犬左心房心肌組織細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)變化、心肌纖維化程度以及細(xì)胞凋亡指數(shù)等結(jié)構(gòu)重構(gòu)；
　　6）檢測目標(biāo)基因及蛋白的表達(dá)變化與心房電重構(gòu)及結(jié)構(gòu)重構(gòu)之間是否存在相關(guān)性。
　　結(jié)果：
　　1.電生理變化：
　　1）竇性心律時體表心電圖數(shù)據(jù)顯示，與成年犬比較，老年犬的心電圖P波持續(xù)時間顯著地延長，P波離散度顯著地增大（P＜0.05

7、）；
　　2）在竇性心律時成年犬和老年犬左心房組織細(xì)胞動作電位的特征性變化趨勢：與成年犬比較，老年犬的心肌細(xì)胞膜動作電位平臺期（2相）電壓顯著降低，動作電位持續(xù)時間（APD90）顯著延長，L-型鈣電流密度出現(xiàn)了明顯地減低（均 P＜0.05）；
　　3）與竇性心律時比較，兩組犬在發(fā)生房顫時均出現(xiàn)了顯著的去極化趨勢，均出現(xiàn)動作電位持續(xù)時間（APD90）縮短，動作電位振幅顯著地增大，平臺期電位電勢顯著地減少，L-型鈣電流密度出現(xiàn)了

8、顯著地減低（均P＜0.05）。
　　2.分子生物學(xué)變化：
　　1）在mRNA和蛋白質(zhì)表達(dá)水平，老年犬左心房肌LVDCCa1c顯著地降低，而Ca2+-ATPase顯著地升高（均 P＜0.05），RYR2，IP3R1和PLN普遍地顯示出上調(diào)的趨勢，但無統(tǒng)計學(xué)差異（P＞0.05）；與竇性心律犬比較，房顫犬除受磷蛋白（PLN）之外，LVDCCa1c和肌漿網(wǎng)鈣轉(zhuǎn)運(yùn)調(diào)控蛋白均顯著地下調(diào)，尤其是老年房顫犬這種下調(diào)趨勢更加明顯（（均 P＜0

9、.05））；
　　2）與成年犬比較，老年犬左心房肌細(xì)胞 calpain1，calpain2和calpastatin在mRNA和蛋白質(zhì)表達(dá)水平均普遍地顯示出上調(diào)的趨勢，但是未顯示出統(tǒng)計學(xué)差異（P＞0.05）。此外，在相同年齡的竇性心律犬和慢性房顫犬之間的比較中顯示，房顫犬左心房肌細(xì)胞 calpain1在 mRNA和蛋白質(zhì)表達(dá)水平均顯著地增高（均 P＜0.05），尤其是老年房顫犬增高最為明顯；然而，calpain2和calpastat

10、in在mRNA和蛋白質(zhì)表達(dá)水平均未顯示出統(tǒng)計學(xué)差異（均P＞0.05），老年房顫犬的LVDCCa1c與calpain1在蛋白質(zhì)表達(dá)水平呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)（r=-0.583，P=0.019）；
　　3）與成年犬比較，老年犬左心房肌細(xì)胞MMP-9和BAX在mRNA和蛋白質(zhì)表達(dá)水平表達(dá)均顯著地增高（均P＜0.05），而TIMP-1和BCL-2表達(dá)均顯著地下降（均P＜0.05）；與竇性心律犬比較，房顫犬左心房肌細(xì)胞MMP-9和BAX在mRNA和蛋白

11、質(zhì)表達(dá)水平均顯現(xiàn)出有意義的上調(diào)趨勢（均P＜0.05），尤其是老年房顫犬最為明顯，TIMP-1和BCL-2在mRNA和蛋白質(zhì)表達(dá)水平均顯現(xiàn)出有意義的下調(diào)趨勢（均P＜0.05），尤其是老年房顫犬最為明顯；
　　4）與成年犬組相比較，在竇性心律時老年犬左心房肌細(xì)胞miR-21，29的表達(dá)水平顯現(xiàn)出顯著的上調(diào)趨勢（均P＜0.05）；然而，miR-1，133的表達(dá)水平呈現(xiàn)出顯著的下調(diào)趨勢（均P＜0.05）；與竇性心律老年犬組相比較，在持續(xù)性

12、房顫老年組犬左心房心肌組織的miR-1，21，29的表達(dá)水平顯現(xiàn)出顯著的上調(diào)趨勢（均P＜0.05）；miR-133的表達(dá)水平顯現(xiàn)出顯著的下調(diào)趨勢（P＜0.05）。
　　3.組織病理學(xué)變化：伴隨老齡與房顫，犬心肌纖維化程度、細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)及凋亡指數(shù)均顯現(xiàn)出有統(tǒng)計學(xué)意義的改變（均P＜0.05）。
　　結(jié)論：
　　1）這種伴隨增齡與房顫而顯現(xiàn)的左房電生理和鈣轉(zhuǎn)運(yùn)調(diào)控蛋白特異性改變（適應(yīng)與不良適應(yīng)反應(yīng)）可能是增齡性房顫心房電重構(gòu)

13、的分子基質(zhì)之一。
　　2）這種伴隨增齡與房顫而顯現(xiàn)的鈣激活中性蛋白酶特異性生物活性改變可能是增齡性房顫心房電重構(gòu)與結(jié)構(gòu)重構(gòu)的分子基質(zhì)之一。
　　3）這種伴隨增齡與房顫而顯現(xiàn)的MMP-9與 TIMP-1，BCL-2與 BAX特異性的生物活性改變可能是增齡性房顫心房纖維化重構(gòu)的分子基質(zhì)之一。
　　4）這種伴隨增齡與房顫而顯現(xiàn)的microRNA-1、microRNA-21、microRNA-29和microRNA-133的異