高同型半胱氨酸通过 TBX5参与房颤发生的分子机制

Elevated homocysteine (Hcy) is significantly associated with atrial fibrillation (AF) and AF recurrence after ablation, however, the detailed mechanisms are still unclear. Our previous study found that the mutation of TBX5 gene could cause AF, and the protein expression of TBX5 was increased under high concentration of Hcy. Herein, the hypothesis is raised that elevated Hcy may lead to the development of AF through TBX5 and its downstream genes. The present study is aimed to: 1) perform mRNA sequencing to determine the downstream genes regulated by high Hcy and TBX5, and identify the candidate genes by bioinformatic analysis. 2) confirm target genes which have the most significant effect on action potential duration using siRNA and cardiac electrophysiological examination. 3) create mice model by CRISPR/Cas9 method and clarify the mechanism underlying high Hcy and AF. The study will illustrate the “homocysteine-TBX5-target gene-ion channel-AF” pathway and the molecular mechanism, providing new theoretical basis for high Hcy associated AF management.

高同型半胱氨酸（Hcy）与房颤和房颤消融术后复发呈显著正相关，但机制尚不清楚。我们既往的研究发现，转录因子TBX5基因突变可导致房颤；高Hcy可使TBX5蛋白表达增加。因此，本研究提出假说，高Hcy可能通过TBX5及下游调控的靶基因参与房颤的发生发展。本课题拟：1）通过转录组测序确定高Hcy和TBX5共同调控的下游基因，经信息学分析初步确定可能参与房颤的候选基因。2）通过siRNA技术和心房肌细胞电生理检测，筛选出对动作电位时程影响最显著的候选基因作为目的基因。3）通过CRISPR/Cas9技术构建目的基因小鼠模型，分别从在体动物、心房肌细胞层面阐明高Hcy导致房颤的机制。本研究将论证“Hcy—TBX5—目的基因—离子通道—心房颤动”的信号通路和分子机制，为高Hcy相关房颤的临床防治提供新的思路。

心房颤动（简称房颤）是临床上最常见的持续性心律失常，在所有因心律失常住院的患者中约占三分之一，其患病率呈现显著的随年龄增长而递增的趋势。房颤相关并发症的风险如脑卒中、心力衰竭亦随年龄逐渐增高。因此，增龄是房颤的一个不可被修饰的、强大的独立危险因素，加强心房衰老的危险因素、分子机制及干预的研究，对房颤的预警和综合管理具有重大意义。本课题组留取行心外科手术患者的右心房组织，分为4个年龄组：40岁组、50岁组、60岁组和70岁组，分别行miRNA测序和mRNA测序。miRNA测序发现了7个与心房衰老相关的差异表达的miRNAs（其中2个为既往文献报道），mRNA测序发现了42个差异表达的mRNAs。将以上miRNA和mRNA进行系统的生物信息学分析，发现了122对表达谱水平上相匹配的miRNA-mRNA，其中8对miRNA-mRNA直接相关。对网络信号通路分析发现，心房衰老相关miRNA和mRNA参与了节律调节、心脏收缩调节、TGFβ受体通路、白细胞迁移调节等过程。.同型半胱氨酸（Hcy）是甲硫氨酸循环的中间产物，高Hcy是高血压、冠心病、脑卒中、周围动脉闭塞和静脉血栓形成等心脑血管疾病的独立危险因子，但与房颤的相关性少有报道。本课题组开展了一系列研究探讨代谢性因子Hcy与房颤的关系。我们发现，成功行导管消融术的持续房颤患者，血浆Hcy水平与持续房颤患者消融术后的早期复发显著相关，可作为早期复发的独立预测因子之一；基线脑卒中风险低危的房颤患者，Hcy水平在有左房血栓组明显高于无血栓组，血浆高Hcy与基线低危的房颤患者左心房血栓显著相关，可有助于对房颤患者的进一步精细危险分层；65岁以上的房颤患者，Hcy水平明显增高，高Hcy血症的患者比例亦呈明显的年龄相关性。