T 淋巴细胞 Kv1.3 钾通道介导心房颤动发病机制研究

研究发现T淋巴细胞的浸润引发局部炎症，诱导心房电/结构重构，可能是心房颤动（房颤）发病的关键因素，然而详细机制不清。已认识Kv1.3 钾通道在T淋巴细胞的激活、浸润、炎症因子分泌中起关键性作用，其上调可介导炎症免疫损伤,参与多种炎症性疾病的发生。然而，在房颤发病中，T淋巴细胞 Kv1.3 钾通道是否上调，上调的 Kv1.3 钾通道又是否介导了炎症反应从而诱导心房电/结构重构，尚未见报道。本项目拟：利用无菌性心包炎动物模型以及T淋巴细胞与心房肌细胞/心房成纤维细胞共培养模型，首先，研究T淋巴细胞Kv1.3钾通道表达与心房局部炎症及房颤发作的关系；其次，研究T淋巴细胞Kv1.3钾通道介导心房电重构及机制；最后，研究T淋巴细胞Kv1.3钾通道介导心房结构重构及机制；以此阐明T 淋巴细胞Kv1.3钾通道在房颤发病中的作用及机制,为以Kv1.3钾通道作为新靶点的房颤治疗提供科学理论根据。

既往研究发现心房颤动（房颤）患者心房组织浸润的炎症细胞主要是 CD45RO+ T 淋巴细胞，即TEM，而在 T 淋巴细胞的激活、浸润、炎症因子分泌中起关键性作用的是Kv1.3 钾通道，并且已知TEM细胞高表达Kv1.3钾通道，因此本项目设定T淋巴细胞Kv1.3钾通道为对象进行研究，目的在于证实T淋巴细胞Kv1.3钾通道在房颤发病中起关键作用，并且揭示其作用的分子机制。在本项目的实施中，首先我们构建了Kv1.3-shRNA的慢病毒载体，并建立了无菌性心包炎（SP）大鼠模型，发现多种与房颤治疗相关的药物可显著抑制T淋巴细胞Kv1.3钾通道，进而抑制T淋巴细胞的激活及炎症因子的分泌；然后我们分选了SP大鼠术后4天的外周血T淋巴细胞，发现TEM亚型在CD4+和CD8+细胞中所占的比例以及Kv1.3通道的表达水平都无明显变化，而炎症因子IL-17A的表达在术后显著升高，其表达水平与SP大鼠房颤发作密切相关，用IL-17A抗体中和内源性IL-17A后可显著减少房颤发作的频率和房颤发作持续的时间并减轻炎症和纤维化，我们的结果提示IL-17A通过炎症和纤维化参与房颤的发作；随后我们探讨了SP大鼠房颤发作的电重构机制，发现主要与心房有效不应期缩短有关，而Cav1.2、Kv4.3、Kv1.5及CX-43等离子通道表达的变化是SP大鼠心房电重构的离子机制；最后我们探讨了SP大鼠房颤发作结构重构的分子机制，发现STAT3/miR-21的反馈环路可能是其结构重构的重要分子机制。总之，我们首先成功建立了SP大鼠的房颤模型，为研究房颤发生的分子机制，尤其是为术后房颤的研究带来了新的突破；我们的研究计划原本想证实 T淋巴细胞Kv1.3钾通道在房颤发病中起关键作用，实际却发现T淋巴细胞Kv1.3钾通道与房颤发作关系不大，倒是炎症因子IL-17A与房颤发作密切相关。动物实验表明，STAT3/miR-21是SP大鼠房颤发作的重要分子机制，中和内源性IL-17A、抑制STAT3/miR-21可以显著减少房颤的诱发率和发作持续时间，因而有望用于房颤的防治。本项目已按计划完成，且已发表SCI论文8篇。