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背景心房颤动(房颤)是临床上最常见的心律失常之一,其发病率、死亡率和发病率都在增加,给全世界数百万人带来负担,因此,无论是临床研究还是基础研究,它都已成为心血管研究的一个热点。房颤特征是规律性的心房电活动由快速的房性颤动替代,从而引发心房节律的紊乱及机械功能的恶化。长期的房颤状态维持可导致心室节律紊乱、心功能不全和心房血栓形成,并增加心力衰竭、脑卒中、血栓栓塞等风险,对患者的生命安全危害极大。流行病学发现,普通人群房颤发病率约为1-2%,随年龄逐渐升高,80岁以上达10%。研究表明,房颤的主要病理特征为心房电重构、结构重构及神经重构,但其确切的发病机制尚不完全清楚。近年来研究发现,房颤相关RNA可通过参与炎症反应、干预离子通道形成、调节细胞外基质的降解平衡等参与心房重构,在房颤病理生理过程中起着极其重要的作用。因此,基于该层面加大对房颤心房重构发病机制的相关mRNA及相关信号通路研究具有重要的临床意义,有望为房颤的防治提供新的策略。目的利用心房快速起搏(atrial tachypacing,A-TP)建立实验性山羊房颤模型,采用二代深度测序技术检测实验组及对照组山羊右心房中信使核糖核酸(messenger ribonucleic acid,mRNAs)转录本的差异性表达,后通过基因集富集分析(Gene Set Enrichment Analysis,GSEA)等生物信息学方法,挖掘与房颤重构相关的mRNAs及细胞信号转导通路。方法1.建立山羊心房颤动模型将14只健康成年雄性山羊随机分为实验组(n=7)和对照组(n=7)。对实验组山羊均在全身麻醉下行常规外科开胸,术中于左心耳和右心耳处植入起搏电极,通过以固定刺激频率600次/分持续起搏4 w建立山羊房颤模型。对照组行同样手术但不予起搏。2.观察心房有效不应期,利用MASSON染色,通过ImageJ 1.52p软件分析masson染色后的胶原面积分数,观察左右心耳、左心室、肺静脉前庭组织中有无纤维化改变。3.利用深度测序检测mRNAs的表达提取11只山羊(房颤组4,对照组7)左心耳组织总RNAs,利用RNA-seq测序技术检测相关mRNAs的表达变化。4.利用实时荧光定量PCR(Quantitative Real-time PCR,qRT-PCR)验证测序结果的准确性。5.生物信息学分析对所有转录本行GSEA富集分析,挖掘与房颤重构相关的通路。结果1.成功构建心外膜快速起搏山羊房颤模型,成功4只,死亡3只,成功的4只山羊均可诱发房颤。房颤组心房有效不应期(atroal effective refractory period,AERP)显著缩短。2.MASSON染色后通过ImageJ 1.52p软件分析胶原面积分数,结果表明房颤组与对照组左心耳、右心耳、肺静脉前庭、左心室组织纤维化程度无明显差异(p>0.05)。两组山羊肺静脉前庭、双侧心儿、左心室纤维化程度逐渐降低。3.利用深度测序发现房颤组与窦律组山羊左心耳组织编码RNAs的表达存在明显差异,ENSCHIG00000018618、ENSCHIG00000023563、ENSCHIG00000021270、ENSCHIG00000007244、ENSCHIG00000023417等基因表达明显下调,ENSCHIG00000017433、ENSCHIG00000024130、ENSCHIG00000006316、ENSCHIG00000012791、ENSCHIG00000017462等基因表达明显下调。随机选取3个RNAs转录本行qRT-PCR,结果证实了测序结果的可靠性。房颤组与对照组各有一只山羊测序结果显示离群,予以剔除。4.GSEA分析表明差异表达的基因主要参与了炎症反应、胶原纤维代谢、氧化磷酸化等细胞通路。结论1.房颤组山羊AERP显著缩短。2.深度测序结果表明两组山羊mRNA存在明显差异性表达,qRT-PCR结果证实测序结果真实可靠。3.GSEA分析结果表明炎症反应、胶原纤维代谢、氧化磷酸化等细胞信号通路相关基因表达显著差异,提示炎症、纤维化在心房颤动心肌重构中起着重要作用。