背景心房颤动(房颤,AF)是最常见的心律失常,与中风、心力衰竭等患亡率的增加密切相关。房颤病理生理的研究已近一个世纪的历史,目前的观点认为其发生及维持的分子机制包括:心房电重构、结构重构、收缩重构、自主神经重构、氧化应激、炎症等,但尚不完全清楚,仍需进一步的研究。目的本研究通过左心房快速起搏的方式构建山羊房颤模型,利用深度测序技术RNA-seq检测山羊房颤模型左心耳mRNA表达谱的变化,以期从分子水平揭示房颤发生发展机制,为今后房颤的精准化治疗提供靶点。材料与方法1.选取14只健康雄性山羊,月龄相似,重量18-22 Kg,随机分成对照组(n=7)和实验组(快速起搏组,n=7)。所有山羊均行开胸手术,将起搏电极缝至左心房和右心房,实验组以600次/min持续刺激4 w,对照组不予起搏。并于手术前和手术4 w后分别进行心脏电生理检查,包括心房有效不应期(Atrial effective refractory period,AERP)和猝发刺激。实验结束后留取山羊左心耳组织冻存备用。2.转录组测序分析及验证提取对照组和实验组山羊左心耳组织的总RNA,通过RNA-seq检测两组山羊左心耳组织中mRNAs的表达情况。随机选取3个mRNAs转录本,应用逆转录实时定量聚合酶链式反应(real-time quantitative PCR,qRT-PCR)对测序结果进行验证。3.生物信息学分析对高度差异性表达转录本进行生物信息学分析,包括基因本体论(Gene Ontology,GO)富集分析和Kyoto京都基因与基因组百科全书(Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)通路分析。结果1.通过左心房快速起搏成功建立山羊房颤模型,与对照组相比,房颤组AERP显著缩短(P<0.05)。2.对实验组和对照组左心耳组织进行RNA-seq分析,发现具差异表达改变的mRNAs共有1079个(Fold Change>1.5且P<0.05),其中上调757个,下调322个。从测序的mRNA表达谱结果集中随机抽取3个mRNAs进行qRT-PCR,其表达趋势与测序结果一致。3.GO富集分析发现差异性表达的mRNAs参与到代谢、细胞外基质、免疫应答、炎症反应等生物学过程;KEGG通路分析发现与氧化磷酸化、心肌收缩、肿瘤坏死因子和NF-γB等的信号通路密切相关。结论1.房颤模型左心耳组织中,大量的mRNA表达显著上调或下调,提示这些差异表达mRNA参与了房颤的发生发展过程。2.通过GO和KEGG,发现差异性表达基因涉及细胞外基质、白细胞趋化、氧化磷酸化、心肌收缩、肿瘤坏死因子、细胞粘附分子和NF-γB等生物功能或通路,并进一步推测房颤的发生和发展与ITGAM、COL1A1基因相关。