血清半乳凝集素3介導心房顫動機制的相關(guān)研究

魏崢，鄒德玲

（中國醫(yī)科大學附屬盛京醫(yī)院 心血管內(nèi)科，遼寧 沈陽 110004）

房顫是一種常見的心律失常、嚴重的心房電活動紊亂。2004年中國14個省份和直轄市自然人群中29079例30～85歲成年人的流行病學調(diào)查提示，我國房顫總患病率為0.77%，≥80歲人群中高達7.5%[1]，且心房顫動具有高致殘率、高病死率及高復發(fā)率的特點[2]。大量研究證明,心肌纖維化是房顫發(fā)生及發(fā)展的重要因素[3]。心肌纖維化主要由于心肌細胞外基質(zhì)的過量沉積，而I型及Ⅲ型膠原纖維為心肌細胞外基質(zhì)的主要組成部分，因此可被檢測到的I型及Ⅲ型膠原纖維降解后的小片段[即I型前膠原羧基端肽（precollagen type I carboxy terminal peptide, PICP）、Ⅲ型前膠原氨基端肽（precollagen type III carboxy terminal peptide, PⅢCP）]，可作為評估膠原合成過程的標志物。血清半乳凝集素3（galectin-3, Gal-3）與心肌纖維化的循環(huán)標志物PICP有相關(guān)性，但與PⅢCP無相關(guān)性[4]。Gal-3近年來作為一種循環(huán)標志物，其參與炎癥反應、調(diào)節(jié)細胞生長及細胞黏附等過程[5-6]，同時還參與多個器官的纖維化過程，目前已有實驗證明，Gal-3與房顫患者心肌纖維化之間具有相關(guān)性[4]。但其作用機制尚未有報導，本文就這一機制做相關(guān)性研究，進一步探討Gal-3介導心房顫動的作用機制。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2015年11月—2016年9月盛京醫(yī)院心內(nèi)科住院確診為非瓣膜病房顫且左心室射血分數(shù)正常的40例患者作為房顫組。其中，男性21例；平均年齡66.13歲。另外選取同期本院20例健康體檢者作為對照組。其中，男性11例；平均年齡54.70歲。排除標準：心臟瓣膜病、心肌病、心肌炎、感染性心內(nèi)膜炎、慢性肺源性心臟病、左心室射血分數(shù)＜50%、各種器官纖維化、肝腎功能不全、甲狀腺功能亢進癥、各種惡性腫瘤及各種急慢性炎癥等能引起Gal-3、TGF-β1、Smad3及PICP等指標變化的各種疾病狀態(tài)。

1.2 方法

所有入選患者于入院第2天清晨取空腹肘靜脈血2 ml于真空采血管（EDTA）中，取樣后置于離心機中離心，以5 000 r/min離心10 min，取上層血清，存放于-80℃冰箱冷凍保存，待統(tǒng)一檢測。用酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA）檢測人（Human）Gal-3、TGF-β1、Smad3及PICP指標，ELISA試劑盒均購自沈陽同達生物技術(shù)有限公司。酶標儀為iMark（美國BIO RAD公司）。入組患者常規(guī)行12導聯(lián)心電圖檢查，明確診斷為房顫，心臟彩超IE33（荷蘭飛利浦公司）由該院超聲室完成，并對左心室射血分數(shù)進行測量。本實驗采用雙盲操作，所有標本依據(jù)采血時間順序排列并編號，同時在記錄本上詳細記錄各組患者姓名、性別及其他重要化驗指標等信息。

1.3 統(tǒng)計學方法

數(shù)據(jù)分析采用Excel和SPSS 19.0統(tǒng)計軟件，計量資料以均數(shù)±標準差（±s）表示，比較用t檢驗，計數(shù)資料以構(gòu)成比（%）表示，比較用χ2檢驗，相關(guān)分析用Pearson法，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組一般資料比較

房顫組中合并高血壓病20例、冠心病9例、糖尿病10例、無基礎(chǔ)疾病者13例。兩組年齡、性別、肝功能、腎功能、左心室射血分數(shù)及左心房內(nèi)徑等指標比較，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。見表1。

2.2 兩組Gal-3、TGF-β1、Smad3及PICP比較

兩組Gal-3、TGF-β1、Smad3及PICP各指標比較，采用獨立樣本t檢驗，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）；房顫組Gal-3、TGF-β1、Smad3及PICP指標均高于對照組。見表2。

2.3 兩組內(nèi)各指標相關(guān)性分析

2.3.1 房顫組Gal-3、TGF-β1、Smad3及PICP等指標相關(guān)性分析 房顫組Gal-3與Smad3、PICP均呈正相關(guān)（r=0.618和0.695，均P=0.001）；TGF-β1與Gal-3、Smad3及PICP均呈正相關(guān)（r=0.760、0.890及0.829，均P=0.001）。

2.3.2 對照組 Gal-3、TGF-β1、Smad3及 PICP等指標相關(guān)性分析 對照組Gal-3與Smad3及PICP均呈正相關(guān)（r=0.515和 0.718，P=0.020和 0.001）；TGF-β1與Gal-3、PICP均呈正相關(guān)（r=0.670和0.026，P=0.001和0.026），而 TGF-β1與 Smad3無相關(guān)性（r=0.410，P=0.730）。

表1 兩組一般資料比較

表2 兩組Gal-3、TGF-β1、Smad3及PICP水平比較 （±s）

表2 兩組Gal-3、TGF-β1、Smad3及PICP水平比較 （±s）

組別 n Gal-3/（ng/ml） TGF-β1/（ng/L） Smad3/（pg/ml） PICP/（μg/L）房顫組 40 426.53±80.36 350.65±157.32 493.32±141.90 365.90±108.83對照組 20 322.93±30.66 215.21±30.32 329.68±61.48 229.54±53.30 t值 7.176 5.253 6.219 6.515 P值 0.034 0.008 0.032 0.012

3 討論

房顫作為臨床常見的心律失常癥狀，其發(fā)生、發(fā)展及維持的重要機制之一就是心肌纖維化，且與心肌纖維化的嚴重程度密切相關(guān)。本研究結(jié)果顯示，房顫患者心肌纖維化較對照組明顯，且Gal-3可通過加速TGF-β1/Smad3信號通路的傳導促進心肌纖維化，最終導致心房顫動的發(fā)生。

3.1 房顫與心肌纖維化

房顫是一種以心房不協(xié)調(diào)活動而導致心房機械功能惡化為特征的快速心律失常，目前心肌纖維化即心房組織重構(gòu)等被認為在其發(fā)生機制中起重要作用[7]。心肌纖維化是心肌重塑、心肌肥大的重要病理特點，而心肌纖維化是以膠原、彈性蛋白等細胞外基質(zhì)大量沉積為基礎(chǔ)的病理生理過程。本研究以PICP表達水平反應心肌纖維化程度研究顯示，房顫組PICP水平較對照組升高，說明房顫患者心肌纖維化程度高于非房顫患者，這與之前的一些研究結(jié)果相符（如FRUSTACI等早在多年前就通過心肌組織活檢，證實房顫患者與竇性心律者相比，心肌組織中有更多的膠原沉積[8]）。NEILAN等通過心臟磁共振T1顯像前后對比值，對房顫患者進行18個月前瞻性隨訪，結(jié)果表明心肌纖維化與房顫復發(fā)有關(guān)，且左心房重構(gòu)可作為房顫復發(fā)的重要預測因子[9]。

3.2 Gal-3與房顫患者心肌纖維化相關(guān)性

許多研究報道，Gal-3與肝[10]、腎[11]及肺等[12]各個器官的纖維化具有相關(guān)性。劉璀等[4]收集臨床房顫患者血樣，利用ELISA方法測定血樣中Gal-3及PICP等心肌標志物濃度發(fā)現(xiàn)，房顫患者心肌纖維化較非房顫患者明顯，且Gal-3與房顫患者的心肌纖維化有相關(guān)性，這與本研究結(jié)果相一致。Gal-3與心肌纖維化的循環(huán)標志物PICP相關(guān)，提示Gal-3與房顫患者心肌纖維化具有相關(guān)性。

3.3 Gal-3與TGF-β1/Smad3信號通路

Gal-3屬于β-半乳糖苷結(jié)合蛋白家族，可選擇性識別糖結(jié)構(gòu)。有實驗證實，Gal-3可激活TGF-β/smad3信號轉(zhuǎn)導通路；n-acetyl-seryl-aspartyl-lysylproline（Ac-SDKP）是一種自然產(chǎn)生的肽類，可阻止和逆轉(zhuǎn)心肌梗死后心臟炎癥和膠原沉積，LIU等[14]利用免疫組化染色及檢測蛋白印跡技術(shù)進行研究實驗，結(jié)果表明Ac-SDKP可通過抑制TGF-β/Smad3信號轉(zhuǎn)導通路防止Gal-3導致心肌纖維化。本研究結(jié)果顯示，Gal-3與TGF-β1及Smad3指標在房顫患者中均增高且呈正相關(guān)性，提示Gal-3可能通過激活TGF-β1/Smad3傳導通路，進而發(fā)揮其生物學作用。

3.4 TGF-β1/Smad3信號通路與心肌纖維化

TGF-β1是參與心肌纖維化的重要細胞因子，可促進成纖維細胞增殖、膠原分泌，進而導致心肌細胞外基質(zhì)合成、沉積增加，最終導致心肌纖維化[15-16]。Smads蛋白存在于胞質(zhì)內(nèi)（共有8種亞型），其中Smad3為受體調(diào)節(jié)型smads蛋白，可介導TGF-β1的信號是TGF-β1/Smads信號傳導途徑中的關(guān)鍵調(diào)控因子[17]。大量研究證實，TGF-β/Smads信號轉(zhuǎn)導通路是TGF-β發(fā)揮生物學作用的主要通路，與其他信號通路存在廣泛的交互影響，對心肌纖維化的發(fā)生和發(fā)展有明確的作用。趙曉燕等[18]通過實驗證實，糜酶可通過激活TGF-β1/Smads信號通路促進成纖維細胞增殖從而導致心肌纖維化。CHEN等[19]利用細胞模型進行實驗，結(jié)果提示BMP-7可通過抑制TGF-β1/Smad3信號通路的傳導對抗心肌纖維化。TGF-β1、Smad3與PICP水平在房顫患者中具有相關(guān)性，這表明心房顫動的發(fā)生可能與TGF-β1/Smad3信號通路的激活導致心肌纖維化有關(guān)。

綜上所述，房顫患者心肌纖維化指標較非房顫患者增高，血清Gal-3在房顫患者中增高且與房顫患者心肌纖維化指標呈正相關(guān)，而對照組中Gal-3與TGF-β1、Smad3及PICP也具有相關(guān)性?？笹al-3、阻斷TGF-β1/Smad3信號通路從而減輕心肌纖維化可作為一種臨床房顫治療的新思路，但本研究樣本量小，需要進一步研究來證實。