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目的:心房颤动(Atrial Fibrillation,AF)简称为房颤,是临床上最常见的心律失常之一,然而其详细的发生及维持机制仍不明确。大量实验研究发现房颤与心房肌基因及蛋白表达异常相关。大力水手结构域(Popeye domain containing,Popdc)是新发现的蛋白家族,由包扩三个跨膜域膜蛋白的基因家族编码,蛋白质的羧基末端部分定位于细胞质,包含一个高序列保守的蛋白质域。Popdc基因家族的三个成员(Popdc1、2、3)在心脏和骨骼肌都有丰富表达,Popdc1(Bves)和Popdc2在心脏传导系统中包括窦房结(SAN)和房室结(AVN)有高水平的表达。同时,Popdc是环磷酸腺苷(cAMP)高亲和力的结合位点。在cAMP的介导下,Popdc蛋白与钾通道TREK-1彼此作用,增加细胞表面的钾通道的通透性,增加外向电流强度。若Popdc的表达差异,则可能会引起心律失常。既往有研究发现Popdc1基因与心房颤动的发病相关,人左心耳进行加权基因网络分析证实Popdc1与房颤的相关性排名前10位。另有研究证明其在小鼠心肌应激时发挥重要作用。当Popdc1或2基因敲除小鼠受到应激时,会出现严重的窦房结功能紊乱及房性心律失常,并且心律失常发生与年龄增长呈正相关。还有研究发现终末期心力衰竭患者的心脏中Popdc1表达量下降,且正常的Popdc1对小鼠心肌缺血再灌注损伤具有保护的生理作用。但Popdc亚型的表达是否与房颤的发生及维持相关,且与房颤患者的相关因素的关系仍未研究清楚,本实验采取外科心脏手术病人的右心耳及原代培养的乳大鼠心房肌细胞为研究对象,验证Popdc亚型在人心耳和乳大鼠心房肌细胞中的表达,同时结合病人的年龄、性别、纽约心功能分级、基础疾病等临床数据,分析Popdc表达变化与房颤的关系。方法:(一)免疫组化(IHC)染色和Masson染色根据心电图(ECG)记录,选取14例窦性心律(Sinus rhythm,SR)和20例房颤心律(Atrial fibrillation,AF)的心脏外科手术患者的右心耳为实验对象,用4%多聚甲醛固定液固定,完成不同浓度的酒精脱水和石蜡包埋、切片,然后行Masson染色和IHC染色,用IPP6.0分析免疫组化和Masson染色结果。(二)免疫印迹试验(western blot,WB)(1).人右心耳SR组14例,AF组20例,提取总蛋白,免疫印迹试验检测Popdc1、2、3蛋白在人心耳中表达的变化。(2).分离及培养原代乳大鼠心房肌细胞,分为对照组(Control)及电刺激干预组(Pace),提取总蛋白,免疫印迹试验检测Popdc1、2、3蛋白在原代乳大鼠心房肌细胞中表达的变化。(三)定量聚合酶链反应(Quantitative polymerase chain reaction,qPCR)(1).人右心耳SR组14例,AF组20例,提取总RNA,定量聚合酶链反应检测Popdc1、2、3mRNA在人心耳中表达的变化。(2).分离及培养原代乳大鼠心房肌细胞,分为对照组及电刺激干预组,提取总RNA,定量聚合酶链反应检测Popdc1、2、3mRNA在原代乳大鼠心房肌细胞中表达的变化。结果:1.Popdc各亚型在人右心耳两组间IHC及Masson染色比较。心耳组织纤维化程度的检测胶原容积分数(CVF%)AF组0.66±0.09>SR组0.40±0.05,P=0.0002。免疫组化染色提示AF组Popdc1(0.0 6±0.01)>SR组(0.04±0.01),p<0.05,AF组Popdc3(0.06±0.01)>于SR组(0.05±0.01),p<0.05,而AF组Popdc2(0.06±0.002)与S R组(0.07±0.02)间的表达无明显差异(P>0.05)。2.Popdc各亚型在各组间WB结果。(1)Popdc1的AF组1.44±0.51>SR组1.08±0.33,Popdc3的AF组1.75±0.70>SR组1.06±0.11,P<0.05;Popdc2中SR组1.21±0.53和AF组1.49±0.55表达无明显差异,P>0.05。(2)Popdc1的Pace组3.632±1.493>Control组1±0,p<0.05,具有统计学意义,但Popdc2和Popdc3的Pace组分别为2.299±0.996、1.101±0.166与各自Control组的1±0相比,P>0.05。3.Popdc各亚型在各组间q PCR结果。(1)Popdc1的AF组1.34±0.65>SR组1.07±0.42,Popdc3的AF组1.23±0.40>SR组1.03±0.26,P均<0.05;Popdc2中SR组1.08±0.37和AF组1.05±0.49表达无明显差异,P>0.05。(2)Pace组的Popdc1、Popdc2、Popdc3的m RNA表达分别为1.494±0.262、1.983±0.413、1.585±0.199,均大于各自Control组的1.001±0.097、1.005±0.103、1.003±0.076,P均<0.05。4.Popdc各亚型与房颤的相关性。Popdc1、3的蛋白表达与房颤明显相关,r分别为0.386、0.509;Popdc1、3的m RNA表达与房颤亦明显相关,r分别为0.282、0.264,P均<0.05。Popdc2的蛋白和m RNA的表达与房颤无明显相关性,r分别为0.048、-0.042,P均>0.05。结论:1.Popdc1、2、3均表达于人的右心耳及乳大鼠心房肌中。2.Popdc1、3在房颤病人中的表达高于窦律病人,而Popdc2的表达在两者间无明显异常。3.电刺激会引起乳大鼠心房肌Popdc1-3的m RNA表达量明显升高,但其蛋白表达量只有Podpc1有同向性升高,Popdc2、3的蛋白表达量无明显差异。4.Popdc1、3可能是房颤发生及维持的新靶点。5.Popdc三种亚型中1亚型与房颤的关系最密切。