房颤中microRNA变化对SK通道及电重构的影响

Electrical remodeling, which occurs during atrial fibrillation(AF), render the heart more susceptible to sustaining and reoccuring of AF. Electrical remodeling is associated with changes in the expression and function of ion channels. Small conductance calcium-activated potassium (SK) channels have three family members:SK1, SK2 and SK3, which all relate to AF. But the regulation mechanisms are unclear. In our previous study, SK3 was found to be regulated by microRNA(miRNA). In this project, we will compare the miRNA profiles from atrial tissue between AF and non-AF patients who undergo cardiac surgery. Web databases will be used to find the miRNA whose potential targets are SK channels. MiRNA’s role in the regulation of SK1 and SK2 channels will be studied on HL-1 cells. After that, locked Nucleic Acid(LNA) modified anti-miRs, which may have effect on SK channels, will be injected subcutaneously into mice to analyse the effect on electrophysiological properties, including action potential durations, effective refractory period, arrhythmias inducibility, etc. Results from this project will help to illuminate the molecular mechanisms in the development or maintenance of AF, and may also position miRNA as a novel therapeutic target in the treatment of AF. So this project will have significant value in both basic medical reseach and clinical application.

房颤发生过程中，心房肌电重构，使房颤更易发生与维持。电重构与离子通道的表达与功能相关。SK通道是小电导、钙敏感性钾通道，其三个家族成员SK1、SK2、SK3都与房颤相关，但其调节机制及对电重构的影响尚不明确。我们前期工作观察到microRNA（miRNA）调节SK3的表达，本项目拟在此基础上：1）通过房颤与非房颤患者心房组织miRNA分布的差异，结合计算机软件分析，找到与SK通道可能相关的miRNA；2）在HL-1细胞（来源于小鼠心房的心肌细胞）上，观察miRNA对SK通道另两个家族成员SK1、SK2的调节作用；3）通过在体小鼠注射潜在靶点为SK通道的miRNA拮抗剂（LNA-anti-miR），观察对心房电生理特性的影响，包括动作电位时程、有效不应期、致心律失常特性等。本研究将有助于进一步阐明房颤发生及维持的分子机制，并可能为房颤的治疗策略提供新思路，具有重要的基础科研价值与现实意义。

房颤是社会医疗体系的沉重负担，但其机制未明，需要通过对房颤机制的深入了解，进一步探索房颤治疗的新方法。.一、糖尿病是房颤的独立危险因素。但是，糖尿病对于心房电生理的影响仍不明确。我们探索了糖尿病状态下，SK通道导致的心脏电生理变化。在糖尿病小鼠模型上，我们发现，心房肌SK2和SK3的蛋白表达分别各自下降了85%和92%，而SK1没有变化。与对照组相比，糖尿病小鼠分离得到的心房肌的SK电流显著降低，动作电位时程显著延长。Apamin灌注在对照组可显著延长动作电位时程，但在糖尿病组动作电位无明显延长。糖尿病组心房组织、以及高糖培养的HL-1细胞的氧化应激产物显著增加，而常规糖培养的HL-1细胞暴露于H2O2时，SK2和SK3 的表达降低。高糖状态下SK2和SK3的酪氨酸硝化显著增加，导致通道转变加速。Tiron的应用可以防止相关变化。我们的研究结果提示，糖尿病氧化应激导致糖尿病心房的SK通道相关电重构，并可能促进心律失常的发生。.二、MicroRNA（miRNA）是调节基因表达的一个重要因素，并可能成为未来的治疗靶点。L型钙离子通道是与房颤相关的主要电重构通道。CNCNB2是L型钙离子通道的重要亚基，也是miR-499的靶点。与无房颤史患者相比，永久性房颤患者的心房组织中，CACNB2显著下调67%。MiR-499拟似物转入HL-1细胞，CACNB2蛋白的表达下调，而miR-499抑制物上调了CACNB2的蛋白表达。通过荧光探针确定miR-499与CACNB2的3′非翻译区的结合。在转入miR-499拟似物后，通过Argonaute蛋白得到的miRNA介导的沉默复合物中，CNANB2的mRNA增加。此外，CACNB2的下调还导致另一个通道小孔形成亚基CACNA1C的下调。因此，心房miR-499的上调引起CACNB2的下调，并可能参与房颤心房电重构。研究成果有益于对房颤的发生维持机制及未来的诊治的进一步探索。.三 、在冷冻球囊消融治疗阵发性房颤的临床应用及安全性研究中，术后6个月随访时，86%的患者维持窦性心律；一年随访时，76%的患者没有房颤复发。早期复发与远期复发率相关。研究结果为该技术的临床应用提供重要的依据，同时积累了大量患者数据，为下一步基础及转化研究的开展构建了良好的基础。