microRNAs介导尼古丁所致心房颤动的分子机制研究

我国每年约67万人死于吸烟，心血管疾病是其致死的主要原因之一，烟草主要成分尼古丁可诱发致死性心房颤动。我们的前期研究显示，尼古丁可刺激心肌成纤维细胞分泌胶原，导致心房纤维化诱发房颤，在该过程中，两个重要的miRNA（miR-133，miR-590）表达可被尼古丁浓度依赖性抑制。应用生物信息学比对分析，筛选出miR-133与miR-590在尼古丁诱发房颤过程中的靶蛋白可能是TGF-β与TGF-βRⅡ，二者也是诱导心肌胶原分泌和心肌纤维化的重要因子。本课题从动物和细胞水平深入研究miRNA参与尼古丁所致心房纤维化及房颤的分子机制，阐明药物影响miRNA表达的转录因子通路，及miRNA影响心房纤维化相关靶蛋白的调节通路，完善尼古丁诱发房颤的信号转导机制，并应用已建立的拟miRNA序列制备方法，探讨干预诱发房颤miRNA及蛋白表达预防房颤的可行性，为治疗吸烟所致房颤及其它类型心律失常提供理论基础。

本项目按计划任务书顺利完成，我们首次发现miR-133 和miR-590 参与尼古丁所致心房纤维化及房颤的病理过程，并阐明尼古丁调节miRNA 表达的转录因子通路，及miRNA 影响心房纤维化相关靶蛋白的调节通路，完善尼古丁诱发房颤的信号转导机制。尼古丁处理大鼠后，组织病理学结果显示，对照组心肌细胞排列整齐致密，周边有少量间质组织；而尼古丁处理后的心肌组织有大量结缔组织蓄积在纤维束之间。尼古丁可浓度依赖性地增加成纤维细胞胶原分泌量， Western Blot技术发现尼古丁使CTGF和TGF-β1的蛋白表达量明显增加。而实时定量RT-PCR技术检测表明尼古丁对CTGF和TGF-β1的mRNA的影响显著弱于其对蛋白质的影响，说明可能有miRNA的转录后调控作用参与其中。本实验检测了10种可能调控CTGF和TGF-β1的miRNA，其中miR-133可被尼古丁剂量依赖性显著抑制且被α-BTX 逆转。转染miR-133可显著抑制心房肌成纤维细胞CTGF和TGF-β1蛋白表达，而AMO-133则可逆转该作用。应用luciferase 报告基因技术将CTGF和TGF-β1的3’-UTR 与miR-133共转染，可显著抑制荧光素酶活性。miR-133对CTGF和TGF-β1的mRNA表达量无显著影响。人工合成针对CTGF的miRNA mimics （miR-CTGF），单独转染miR-CTGF可显著抑制成纤维细胞胶原分泌量，并能减少成纤维细胞增殖和分化，使其停留在G0/G1期。尼古丁可促进心房纤维化和房颤发生，与其下调miR-133，使其失去对CTGF和TGF-β1的转录后抑制作用，并促进胶原分泌有关，人工合成的miRNA mimics可通过特异性靶向作用逆转尼古丁的作用，为开发microRNA特异性干预制剂提供理论支持。本项目的完成对探索新的﹑更有效的房颤治疗方法，并对药物开发具有重大意义。