外泌体携带miR-133a靶向调控TGF-β/Smad3通路参与高血压性心房纤维化致房颤的研究

atrial structural remodeling is one of the most important pathological change of atrial fibrillation (AF). Atrial fibrosis leads to remodeling of atrial structure and activation of the TGF-β/Smad3 pathway is the underlying mechanism of atrial fibrosis. Hypertension can accelerate atrial fibrosis, resulting in atrial structural remodeling and AF. However, the effect and mechanism of hypertension on atrial fibrosis are still unclear. Our previous research showed that Smad3 inhibitors can reduce atrio-ventricular remodeling of hypertensive rats and reverse the up-regulation of fibrotic factors secreted by cardiac fibroblasts. This demonstrates that the TGF-β/Smad3 pathway mediates the process of "hypertension induces atrial fibrosis which leads to AF". miR-133a may reduce myocardial fibrosis and delay the occurrence of AF by negatively regulating the TGF-β/Smad3 signaling pathway and is likely a key signal molecule that is carried by exosome during cardiac fibrosis, but the mechanism is still unclear. This research focus on clinical patients, animals and cardiac fibroblasts, trying to prove that hypertension induces atrial fibrosis which leads to AF via TGF-β/Smad3 pathway regulated by miR-133a carried by circulating exosomes.

心房结构重塑是房颤（ AF）重要的病理变化之一，心房纤维化导致结构重塑，TGF-β/Smad3通路激活是纤维化的内在机制。高血压加速心房纤维化，导致心房结构重塑和诱发AF，但其具体分子机制不明。我们的前期研究表明，Smad3抑制剂能减轻高血压大鼠房室重构，逆转高静水压所致的心脏成纤维细胞表达纤维化因子增高，论证了TGF-β/Smad3通路介导高血压性心房纤维化致AF的作用。miR-133a可负调控TGF-β/Smad3通路减轻心肌纤维化，且极有可能是外泌体参与心肌纤维化时所携带的关键信号分子，但循环来源的外泌体携带miR-133a是否为心房纤维化致AF的上游调控机制尚不明确。本课题拟以AF患者、大鼠及心脏成纤维细胞为研究对象，多角度和多层次探讨高血压性心房纤维化致AF的作用，阐述循环外泌体携带的miR-133a靶向调控TGF-β/Smad3通路在其中的作用。

本研究拟探讨窦性心律患者及房颤患者血清来源外泌体非编码RNA表达情况及探讨转录辅助激活因子p300在高静水压诱导心房结构重塑和电重塑中的可能机制。方法：收集6例窦性心律、6例房颤患者血清外泌体，通过高通量测序分析爱筛选了外泌体非编码RNA的表达，应用GO和KEGG分析方法对靶基因进行生物学功能预测和信号通路分析。收集窦律、单纯房颤，高血压合并房颤３组人左心耳组织，western blot检测p300、TGF-β/Smad3、NLRP3炎症小体信号通路蛋白及纤维化因子Ｉ型／ＩＩＩ.型胶原蛋白α１链（Col1A1/COL3A1）、基质金属蛋白酶2/9（MMP2/9）的表达。以0、20和40mmHg的静水压培养小鼠心耳成纤维细胞；以血管紧张素II模拟高静水压处理小鼠心肌细胞HL-1，对高压模型的细胞分别予姜黄素及敲低p300处理，western blot检测p300及上述指标表达的变化；CCK8法检测成纤维细胞增殖能力变化；全细胞膜片钳检测超速整流钾电流(Ikur)及动作电位时程；使用western blot检测过表达p300后NLRP3炎症小体及离子通道蛋白Kv1.5的表达情况。结果全转录组测序结果显示在窦律患者和房颤患者中有546个差异表达非编码RNA，GO与KEGG显示这些差异表达RNA主要富集在细胞连接等信号通路。房颤组、高血压合并房颤组患者组织和高压模型组细胞p300和TGF-β/Smad信号通路蛋白、纤维化指标、NLRP3炎症小体及Kv1.5表达明显增加（p<0.05），细胞增殖能力增强（p<0.05）,细胞Ikur电流密度显著增加；而给予姜黄素或敲低p300处理后，可逆转压力诱导的纤维化指标表达增加（p<0.05）同时降低细胞的增殖（p<0.05），减小NLRP3，逆转Ikur；过表达p300后则模拟高压，增加NLRP3炎症小体、Kv1.5的表达。结论：房颤患者血清外泌体中非编码RNA可能通过细胞连接等途径调控房颤的发生与发展;辅转录因子p300通过TGF-β/Smad3途径参与心房成纤维细胞结构重塑及通过NLRP3炎症小体参与心房肌细胞电重塑，从而影响房颤易感性。