高同型半胱氨酸通过增大心房肌细胞晚钠电流诱导心房颤动的作用及机制

Atrial electrical remodeling is the electrophysiological basis of atrial fibrillation(AF).Late sodium current(INaL),which makes a contribution to maintaining the action potential(AP) plateauin cardiomyocytes, is pathologically increased in AF. It is reported that homocystine (HCY) plasma level is related to the development and progression of AF. Our preliminary study had shown that high HCY plasma level up expressed the voltage-sodium channel NaV1.5 in atrial myocyte of rat, which indicated that HCY plasma level have significant correlation with the AF recurrence after catheter ablation.Accordingly, we assume that high HCY level induce atrial electrical remodeling that boost AF by activating voltage-sodium channel NaV1.5 protein and increasing INal.To verify the hypothesis, we intend to incubate individual human atrial myocyte and HL-1 cells with HCY and establish high HCY plasma level rat model. We detect the INaL, calciumcycle,the expression of CaMK-II and voltage-sodium channel NaV1.5 protein to certify the role of HCY to INaL and its mechanism in vitro.We investigate the occurrence and the atrial refractory period in high HCY plasma rat to demonstrate the promoting effect of HCY on AF.We confirm HCY influence the calciumcycle by increasing INaL in atrial myocytel, and then induce the development of AF in the molecular, cellular and animal levels respectively.We explore the promoting effect of HCY on AF in the novel vision of INaL, which provides new perspective in the prevention and treatment of AF.

心房电重构是房颤发生的电学基础，晚钠电流（INaL）是心肌细胞动作电位平台期主要离子流之一，房颤时INaL增大，研究表明血浆同型半胱氨酸（HCY）水平与房颤发生发展有关。我们前期研究也证实HCY水平与房颤消融术后复发显著相关，高HCY上调大鼠心房肌细胞钠通道NaV1.5表达。据此，我们提出高HCY水平通过激活钠通道蛋白Nav1.5，增加INaL，从而引起心房电重构及促发房颤发生的假说。为证实假说，我们拟HCY作用于人单个心房肌细胞和HL-1细胞株，同时建立高HCY大鼠模型，检测INaL和钙循环、Nav1.5和CaMK-II表达，证实HCY对INaL的作用及机制；高HCY大鼠房颤的可诱发性及心房不应期等，阐明HCY诱发心房颤动的作用。从分子、细胞和动物水平多层面证实HCY是通过增大心房肌细胞INaL影响钙循环诱发房颤。从INaL这个新视点探讨HCY诱发房颤发生机制，为房颤的防治提供新思路。

（一）研究背景.心房电重构和结构重构是发生的病理生理基础。增加晚钠电流延长动作电位持续时间促进早期后除极。同时由于钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱδ依赖兰尼丁受体2型的过度磷酸化，从而引发延迟后除极通过激活Na+- Ca2 +交换体导致瞬态内向电流，进一步诱导舒张期释放大量Ca2+，二者协同触发心房重构。研究表明高同型半胱氨酸（HCY）血症促进房颤的发生。因此提出高HCY水平通过上调钠通道蛋白Nav1.5,增加晚钠电流，并磷酸化CaMKⅡδ从而诱导心肌钙超载及促发房颤发生的假设。.（二）研究内容.本研究通过HCY干预乳鼠心房肌细胞后，检测其细胞内氧化应激对钙超载的影响情况，并通过给于特异性钠电流抑制剂ELE、CaMKⅡδ抑制剂KN-93或活性氧ROS抑制剂NAC阻断其钙循环，结合Nav1.5和CaMKⅡδ的蛋白表达量，观察其对细胞游离Ca2+浓度等相关指标的影响，以期阐明HCY如何影响心肌细胞钙超载，进而导致心房重构。.（三）研究成果.（1）通过检测细胞总CaMKII和Nav1.5蛋白水平，发现随着Hcy浓度的上升，在浓度c=500μmol/L时细胞内CaMKII上升效果最佳。.（2）NRICs转染siRNA慢病毒的感染效率及最佳MOI值。通过分别给予不同的MOI值，我们发现观察到MOI=10时，感染效率最高，可达到90-95%。.（3）ELE晚钠通道特异性抑制剂和KN-93钙调蛋白特异性抑制剂可影响NRICs的Nav1.5、CaMKII的蛋白及mRNA水平。.（4）成功建立高HH模型，HH组小鼠AF的易感性显著高于NH组。高Hcy动物模型的纤维化程度增高。.（5）抑制TRPC3或上调SIRT1基因可以逆转高Hcy模型鼠的心肌纤维化，同时发现Res保护高Hcy模型鼠免受心肌纤维化的影响。.（三）研究意义.本研究不仅首次发现了随着Hcy浓度梯度上升，Nav1.5和CaMKII水平也同时梯度升高，并发现Hcy所引起原代心肌细胞内钙浓度升高，是通过上调Nav1.5，促进CaMKII磷酸化并引起肌质网RYR2的开放，影响心房动作电位时程APD的延长。高HCY鼠纤维化蛋白如TGF-β和Col-I水平增高，Nav1.5-KD和CaMKII-KD模型鼠服用HCY饮食后在ACH乙酰胆碱诱发下AF的发生率高，从而为AF的发生发展提供病理基础。为预防Hcy作为房颤患者的高危因素提供新的思路。