老年性心房颤动心房结构重构与基质金属蛋白酶研究进展

心房颤动是常见的心律失常,随年龄的增长发病率逐渐的增加。在心房颤动的发生机制中,心房结构重构起着重要的作用,现就基质金属蛋白酶及抑制因子在心房结构重构中的作用以及老龄对心房结构重构影响的现阶段研究进展予以综述。     

基质金属蛋白酶表达和活性改变同心房颤动患者心房纤维化的关系

目的研究心房颤动（房颤）患者心房肌纤维化程度同基质金属蛋白酶（MMPs）表达和活性的关系，探讨MMPs在房颤患者心房重构中的作用。方法心外科手术病人53例，其中房颤患者27例，窦性心律患者26例，采用MASSON染色检测病理切片中胶原容积比例，逆转录-聚合酶链反应技术检测MMP-1、MMP-2、MMP-9的表达变化，通过明胶酶谱法观察MMP-2、MMP-9的活性改变。结果同窦性心律组比较，房颤患者的胶原容积比例增高，MMP-2mRNA水平和蛋白活性无明显变化，MMP-1、MMP-gmRNA升高，MMP-9的活性增强，差异有统计学意义（P〈0．05）。结论心房纤维化在房颤的发生和维持中发挥重要作用，金属蛋白酶通过增强心房纤维化的程度而促进房颤的进展，参与房颤的心房结构重构，加重心房功能的衰竭。     

基质金属蛋白酶及其组织抑制因子与心房颤动心房结构重构的关系

新近研究发现心房颤动(简称房颤)时心房肌基质金属蛋白酶表达及活性增高,其内源性组织抑制因子表达下调,使心房纤维化,导致心房肌传导速度减慢及传导空间分布离散增加,促进房颤发生。     

基质金属蛋白酶在心房颤动犬心房结构重构中的作用

目的 探讨基质金属蛋白酶-9（MMP-9）和组织型基质金属蛋白酶抑制因子-1（TIMP-1）在快速起搏心房颤动（房颤）动物模型心房结构重构中的作用和Ca^2＋超载对MMP-9激活的影响。方法 14只犬随机分为房颤组（n=8）和对照组（n=6），右心房快速起搏（350～450次／min）8周建立房颤动物模型。取左心房组织，采用半定量逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）和免疫组织化学法检测MMP-9和TIMP-1 mRNA和蛋白质表达，采用Masson染色测定心房肌组织胶原含量，采用超声心动图测量左心房内径，同时还测定心房肌组织Ca^2＋浓度。结果 与对照组比较，房颤组心房肌胶原含量、Ca^2＋浓度和左心房内径增加（P〈0．05）；房颤组左心房心肌组织MMP-9 mRNA表达升高45％（P〈0．01），蛋白质水平表达增加19．5％（P〈0．001）；TIMP-1 mRNA表达增加46．67％（P〈0．01），TIMP-1蛋白质水平表达下调8．33％（P〈0．01）；MMP-9 mRNA表达与左心房内径、Ca^2＋浓度和心肌胶原含量正相关（P〈0．05）；TIMP-1 mRNA表达与左心房内径、心肌胶原含量和MMP-9 mRNA表达正相关（P〈0．05）。结论 MMP-9／TIMP-1平衡失调可能是慢性房颤心房肌细胞外基质重构和心房扩大的重要分子机制，细胞内Ca^2＋超载可能是MMPs的重要激活途径。     

基质金属蛋白酶-1和基质金属蛋白酶-9及其抑制剂-1对心房颤动患者心房结构重构的影响

目的研究心房颤动患者心房组织基质金属蛋白酶-1和基质金属蛋白酶-9(MMP-1,MMP-9)及其组织型基质金属蛋白酶抑制因子-1(TIMP-1)的基因表达,并探讨其与心房结构重构的关系。方法将28例风湿性心脏病接受换瓣手术患者的右心耳标本分为3组,窦性心律组8例,阵发性房颤组8例,持续性房颤组12例,采用半定量逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)技术检测心房组织中MMP-1、MMP-9和TIMP-1基因表达。结果(1)与窦性心律组比较,阵发性房颤组MMP-1的mRNA表达虽有增加,但无显著性差异,而持续性房颤组MMP-1的mRNA表达显著增加(P<0.05);(2)MMP-9的mRNA表达在窦性心律组、阵发性房颤组和持续性房颤组心房组织的表达逐渐增加(P<0.05)。MMP-9的mRNA水平与房颤持续的时间、左心房的内径成显著的正相关(r=0.509,0.543,P<0.01);(3)与窦性心律组比较,阵发性房颤组和持续性房颤组TIMP-1的mR-NA水平明显下降(P<0.05,P<0.01)。TIMP-1的mRNA水平与房颤持续的时间、左心房的内径成显著的负相关(r=-0.43,-0.387,P<0.05)。结论房颤患者的MMP-1、MMP-9和TIMP-1相互间的作用失衡可能与慢性房颤时的心房结构重构有关。     

心房颤动患者基质金属蛋白酶及细胞因子表达的研究

目的通过酶联免疫吸附方法对心房颤动(房颤)患者血清基质金属蛋白酶(MMPs)及其内源性抑制剂金属蛋白酶组织抑制因子(TIMPs),以及细胞因子的表达进行定量研究.方法选取85例患者,其中永久性房颤组25例,阵发性房颤组28例,窦性心律组32例.应用酶联免疫吸附方法检测患者血清中MMP-1、MMP-2、MMP-7、MMP-9、TIMP-1、TIMP-2及转化生长因子β、肿瘤坏死因子、血小板源性因子、血管内皮生长因子、碱性成纤维细胞生长因子和胰岛素样生长因子含量.结果MMP-1在阵发性房颤组较窦性心律组升高19.80%(P＜0.05).MMP-2在永久性房颤组较阵发性房颤组及窦性心律组分别升高59.18%和41.87%(P＜0.05).MMP-7、MMP-9及TIMP-1在3组间无统计学差异(P＞0.05).TIMP-2在永久性房颤组及阵发性房颤组分别较窦性心律组下降22.0%和13.01%(P＜0.05).转化生长因子β在永久性房颤组较阵发性房颤组及窦性心律组分别升高30.04%和20.83%(P＜0.05).肿瘤坏死因子α在永久性房颤组及阵发性房颤组较窦性心律组分别升高28.3%和15.65%(P＜0.05).碱性成纤维细胞生长因子在永久性房颤组及阵发性房颤组较窦性心律组分别升高4.45%和3.76%(P＜0.05).胰岛素样生长因子1在永久性房颤组较窦性心律组下降21.97%(P＜0.05).血小板源性因子及血管内皮生长因子在三组间无统计学差异(P＞0.05).结论房颤时细胞因子调节MMPs/TIMPs系统导致胶原降解与合成失衡使细胞外基质重构,这可能是房颤时心房结构重构的机制之一,与房颤的发生和维持有关.     

基质金属蛋白酶/基质金属蛋白酶组织抑制剂与心房颤动

基质金属蛋白酶是一个细胞外基质降解酶家族,基质金属蛋白酶组织抑制剂是其内源性抑制物.二者平衡在细胞外基质合成及降解过程中起重要作用,与心房颤动过程中心房结构重塑,即心房纤维化及心房扩大相关.目前研究显示基质金属蛋白酶/基质金属蛋白酶组织抑制剂失衡与心房颤动的发生、发展及复发相关,抑制基质金属蛋白酶可改善心房重塑并阻止心房颤动进展.恢复基质金属蛋白酶/基质金属蛋白酶组织抑制剂平衡可能成为治疗心房颤动的新型治疗途径.     

解离素-金属蛋白酶15与慢性心房颤动心房结构重构的关系

目的探讨解离素-金属蛋白酶15(ADAM15)与慢性心房颤动(房颤)心房结构重构的关系。方法选择30例心外科手术患者,按有无房颤病史分为房颤组(n=15)和无房颤组(n=15)。取患者右心耳心肌组织后经Masson染色测定组织胶原容积分数(CVF)、RT-PCR法检测ADAM15基因mRNA的表达、Western blot法检测ADAM15蛋白的表达。结果与无房颤组比较,房颤组左心房直径增大[(41.5±10.4)mmvs(49.6±5.0)mm,P0.05]、CVF明显升高(11.67±3.35vs42.38±9.79,P0.01)、ADAM15mRNA(0.51±0.04vs1.20±0.06,P0.01)及蛋白表达(1.19±0.05vs2.61±0.16,P0.01)上调。ADAM15蛋白与左房直径(r=0.88,P0.01)、房颤持续时间(r=0.83,P0.01)及CVF(r=0.78,P0.05)呈正相关。结论AD-AM15可能参与心房颤动时心房的结构重构。     

基质金属蛋白酶及其抑制剂与心脏重构

本文介绍了基质金属蛋白酶 (MMPs )及其抑制剂新近发现的在心肌重构中的作用 ,选择性表达以及基质金属蛋白酶抑制剂的应用进展。     

基质金属蛋白酶、金属蛋白酶组织抑制剂在心室重构中的作用和调节

心室重构是决定心脏病患者心功能及其预后的主要因素之一 ,是心脏基质成分合成或降解代谢失平衡的结果。心脏基质在维护心脏结构和功能完整性方面起着重要的作用。基质重构引起心肌纤维化和进行性心室扩张 ,最终导致心力衰竭。在心肌中存在的能降解所有心脏基质成分的基质金属蛋白酶 (ＭＭＰｓ) ,是重构过程中心脏基质降解的主要因素。在衰竭的心脏中 ,ＭＭＰｓ活性升高导致纤维胶原降解、细胞外基质重构和进行性心室扩张。ＭＭＰｓ在转录前和转录后水平都可调节 ,而且可通过底物间的相互作用和通过内源性生理抑制剂即金属蛋白酶组织抑制剂 …     

心房肌基质金属蛋白酶-2和组织金属蛋白酶抑制因子-2的表达改变对风湿性心脏病二尖瓣狭窄合并房颤患者心房结构重构机制的研究

目的探讨基质金属蛋白酶-2（MMP-2）和组织金属蛋白酶抑制因子-2（TIMP-2）的基因表达水平变化与风湿性心脏病二尖瓣狭窄合并房颤患者心房结构重构的相关关系。方法选取进行二尖瓣置换术的风湿性心脏病二尖瓣狭窄合并房颤患者42例为房颤组；风湿性心瓣膜病窦性心律18例为对照组。上述患者术前均行经胸超声心动图检查及留取相关临床资料。于手术时取左心耳心肌标本，采用Masson三色染色法检测心房肌组织纤维化程度；RT—PCR方法检测心房肌组织MMP-2和TIMP-2的mRNA水平。结果（1）房颤组患者心房肌组织纤维化比例较对照组显著升高（P〈0．01），心肌组织纤维化程度与左房内径（r=0．788，P〈0．001）呈显著正相关，与二尖瓣口面积（r=-0．886，P〈0．05）呈负相关；（2）与对照组比较，房颤组患者心房肌组织MMP-2mRNA表达量增高（P〈0．05）；TIMP-2mRNA表达量降低（P〈0．05）。（3）MMP-2和TIMP-2mRNA表达水平之间呈显著负相关（rp=-0．766，P〈0．001）。MMP-2mRNA表达水平与左心耳心肌组织纤维化程度（rp=0．919，P〈0．001）呈显著正相关；TIMP-2mRNA表达水平与左心耳心肌组织纤维化程度（rp=-0．883，P〈0．001）呈显著负相关。结论心房组织MMP-2和TIMP-2的基因表达改变，尤其是MMP-2／TIMP-2表达的失衡，是风湿性心脏病二尖瓣狭窄时心房扩大及房颤发生与维持的重要机制之一。     

Effects of Cilazapril on atrial electrical, structural and functional remodeling in atrial fibrillation dogs

Background and purpose

The effects of angiotensin-converting enzyme inhibitor on long-term atrial electrophysiologic and structural remodeling are still unclear. The purpose of this study is to investigate the effects of Cilazapril on atrial electrical, structural, and functional remodeling in atrial fibrillation (AF) dogs induced by chronic rapid atrial pacing.

Methods

Twenty dogs were randomly divided into sham-operated group (n = 6), control group (n = 7), and Cilazapril group (n = 7). One thin silicon plaque containing 4 pairs of electrodes was sutured to each atrium. A pacemaker was implanted in a subcutaneous pocket and attached to a screw-in epicardial lead in the right atrial appendage. The dogs in control group and Cilazapril group were paced at 400 beats per minute for 6 weeks. The dogs in Cilazapril group received Cilazapril (0.5 mg•kg⁻¹•d⁻¹) 1 week before rapid atrial pacing until pacing stop. Before and after 6-week rapid atrial pacing, atrial effective refractory period (AERP) at 8 sites, AERP dispersion, intraatrium conduction time, inducibility, and duration of AF were measured. Transthoracic and transesophageal echocardiographic examinations included left atrium (LA) maximal volume, LA minimal volume, LA ejection fraction, left atrial appendage (LAA) maximal volume, LAA minimal volume, LAA ejection fraction, LAA maximal forward flow velocity, and LAA minimal backward flow velocity were performed. Atrial collagen volume fraction was analyzed by Masson staining.

Results

After 6-week rapid atrial pacing, although there was no significant difference in AERP shortening and AERP rate adaptation reduction between the control group and the Cilazapril group, the inducibility and duration of AF were found to be dramatically lower in the Cilazapril group than those in the control group (AF inducibility, 65.7% vs 95.7%, P < .05; AF duration, 531.5 ± 301.2 vs 1432.2 ± 526.5 s, P < .01).The post-tachycardia intraatrium conduction times after 6 weeks with Cilazapril were significantly shorter than those in the control group. Cliazapril could partially prevent AERP dispersion increase induced by chronic rapid atrial pacing. Compared with the control group, the LA and LAA volumes were significantly smaller; LA ejection fraction, LAA ejection fraction, LAA maximal forward flow velocity, and LAA minimal backward flow velocity were dramatically higher in the Cilazapril group. The Cilazapril group had a significantly lower percentage of interstitial fibrosis than the control group.

Conclusions

Cilazapril can suppress structural and functional remodeling and prevent the induction and promotion of AF in chronic rapid atrial pacing dogs.     

老年心房颤动患者胶原代谢与基质金属蛋白酶表达的研究

目的 通过酶联免疫吸附方法,对心房颤动(房颤)患者血清胶原代谢标志物I型前胶原羧基端肽(carboxy terminal propeptide of type I procollagen,PICP)、I型前胶原氨基端肽(nitrogen terminal propeptide of type I procollagen,PINP)、Ⅲ型前胶原氨基端肽(nitrogen terminal propeptide of typeⅢprocollagen,P Ⅲ NP)、I型胶原羧端交联肽(type I collagen carboxy terminal telopeptide,ICTP)和基质金属蛋白酶(Matrix metalloproteinases,MMPs)及其内源性抑制剂金属蛋白酶组织抑制因子(tissue inhibitors of metalloproteinases,TIMPs)表达进行定量研究,以探讨房颤时心房的结构重构.方法 选取71例老年患者,其中永久性房颤组24例,阵发性房颤组24例,窦性心律组23例.应用ELISA法检测患者血清中PICP、PINP、PⅢNP、ICTP及MMP-1、MMP-2、MMP-7、MMP-9、TIMP-1和TIMP-2的含量.结果 永久性房颤组PICP较阵发性房颤组及窦性心律组分别升高25.4%和42.8%(P<0.05).永久性房颤组PⅢNP较阵发性房颤组及窦性心律组分别升高17.9%和35.6%(P<0.05),阵发性房颤组较窦性心律组升高15.0%(P<0.05).3组间PINP和ICTP比较,差异无统计学意义(均为P>0.05).阵发性房颤组MMP-1较窦性心律组升高25.6%(P<0.05).永久性房颤组MMP-2较阵发性房颤组及窦性心律组分别升高54.9%和37.9%(P<0.05).3组间MMP-7、MMP-9及TIMP-1比较,差异无统计学意义(均为P>0.05).永久性房颤组及阵发性房颤组TIMP-2较窦性心律组下降21.8%和11.8%(P<0.05).结论 房颤时,MMPsTIMPs系统间相互作用失衡,使胶原合成与降解失衡,这可能是房颤时心房结构重构的机制之一,与房颤的发生和维持有关.     

心房颤动患者心房组织中微小RNA-21和金属基质蛋白酶-2表达水平改变及意义

目的检测微小RNA（microRNA）-21及其调控的金属基质蛋白酶-2（MMP-2）在心房颤动（房颤）患者心房组织中的表达变化,探讨房颤患者心房结构重构的分子机制。方法26例风湿性心脏瓣膜病接受瓣膜置换术患者分为两组,其中窦性心律组12例,慢性房颤组14例。于术中获取右心耳组织,采用荧光定量聚合酶链反应（PCR）检测心肌组织中microRNA-21的相对表达量,用免疫印迹法及免疫组织化学染色法检测MMP-2蛋白水平及分布。用Masson染色检测心肌胶原容积。结果房颤组心房肌组织microRNA-21及MMP-2表达水平明显增加[microRNA-21：房颤组（2．23±0．31）与窦性心律组（0．94±0．24）,P〈0．01;MMP-2：房颤组（0．93±0．04）与窦性心律组（0．87±0．05）,P〈0．01]。microRNA-21表达水平与左心房内径呈正相关（r=0．429,P〈0．05）。房颤患者心房组织胶原纤维含量明显增加[房颤组（14．1％±0．01％）与窦性心律组（8．3％±0．01％）,P〈0．01]。MMP-2蛋白表达水平分别与左心房内径呈正相关（r=0．471,P〈0．05）,与心肌胶原容积分数呈正相关（r=0．456;P〈0．05）。结论房颤患者心房组织中microRNA-21表达增高及正向上调MMP-2蛋白水平可能是影响胶原代谢、造成房颤时心房结构重构的分子机制之一,与房颤的发生和维持有关。     

钙激活蛋白酶Ⅰ抑制剂对快速起搏犬心房结构重构的影响

目的观察钙激活蛋白酶Ⅰ（calpainⅠ）抑制剂对长期心房快速起搏致心房颤动犬的心房结构重构的影响。方法杂种犬15只,分为假手术组、起搏组、抑制剂组各5只。于犬右心耳缝置电极,起搏3周（600次／min）。起搏后抑制剂组每日给以calpain Ⅰ抑制剂N-Acetyl-Leu-Leu-Met（ALLM）1．0nag·kg^-1·d^-1静脉注射,起搏组和假手术组给予等量溶剂二甲亚砜。采用荧光光度法测定心房肌calpain Ⅰ活性,光镜观察肌溶解程度,电镜观察超微结构的变化,Western blot技术测定心肌肌钙蛋白T蛋白含量,超声测定左心房容积的变化。结果起搏3周后,起搏组calpain Ⅰ活性增加至假手术组的2．3倍（P〈0．01）,抑制剂组calpain Ⅰ活性为假手术组的1．1倍（P〉0．05）;起搏组左心房肌溶解的比率为（76．7±5．9）％,抑制剂组左心房肌溶解的比率为（20．8±8．1）％,两组比较,P〈0．01。calpain Ⅰ活性与肌溶解的比率呈高度正相关（r=0．89）。肌钙蛋白T蛋白含量在抑制剂组高于起搏组（P〈0．01）。抑制剂组左心房容积的变化较起搏组显著减轻。结论ALLM通过抑制心房快速起搏犬心肌calpain Ⅰ活性,防止了心房肌结构的改变,为心房颤动后心肌的保护提供了一种可能的有效途径。     

左心房/肺静脉重构在孤立性心房颤动进展中的作用

目的 探讨孤立性心房颤动（房颤）进展过程中左心房/肺静脉重构的作用.方法 连续47例孤立性房颤患者在房颤心律下接受左心房/肺静脉CT检查,其中25例为阵发性房颤,22例为新发持续性房颤.通过对两组间有差异的CT指标进行Logistic回归分析,确定孤立性房颤进展的预测指标.结果 新发持续性房颤组的平均房颤持续时间为1～12（6.4±4.3）周.与阵发性房颤组比较,新发持续性房颤组呈现如下的左心房/肺静脉重构特征：（1）左心房非对称扩张;（2）左心房容积显著增大;（3）肺静脉开口扩张.经Logistic回归分析,左心房容积（P=0.003,OR=1.139,95%可信区间：1.046～1.240）是预测孤立性房颤进展最强的独立指标.左心房容积≥108 ml预测孤立性房颤由阵发性进展为持续性的敏感性为68.2%,特异性为88%.结论 孤立性房颤在由阵发性进展为持续性的过程中伴随有显著的左心房和肺静脉重构;左心房容积显著增加是该过程的独立预测指标.