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目的:吸烟可满足人类对尼古丁的成瘾性需求,但吸烟严重危害人类健康。在一项旨在检测尼古丁安全性的多中心调查中,很多受试者由于尼古丁所诱发的严重心律失常而退出试验。本研究目的为阐明尼古丁诱发心房结构重构并促进心房颤动的分子机制。
方法:应用尼古丁和快速起搏法建立犬房颤模型,心电图测定尼古丁对实验犬房颤易感性和房颤持续时间的影响。取健康犬心脏做心房成纤维细胞培养并应用尼古丁进行处理,应用天狼星红染色法检测尼古丁对成纤维细胞胶原分泌量的影响。应用实时定量RT-PCR技术筛选受尼古丁调控且以TGF-β1和TGF-βRII为靶点的miRNAs,应用Luciferase报告基因技术进行验证。应用Western Blot技术检测尼吉丁对在体及离体TGF-β1、TGF-βRII和胶原分泌量的影响。
结果:尼古丁处理实验犬后,快速起搏后的早期额外刺激更易使其诱发出房颤,与对照组相比,其房颤易感性及持续时间均显著增加,且尼古丁的促房颤作用呈剂量依赖性。组织病理学结果显示,对照组心肌细胞排列整齐致密,周边有少量间质组织;而尼古丁处理后的心肌组织有大量结缔组织蓄积在纤维束之间。尼古丁可浓度依赖性地增加成纤维细胞胶原分泌量,α-BTX和HEX可抑制该作用,而MA则对尼古丁的促胶原分泌作用无显著影响。Western Blot技术发现尼古丁使TGF-β1和TGF-βRII的蛋白表达量明显增加,α-BTX能够抑制该作用。而实时定量RT-PCR技术检测表明尼古丁对TGF-β1和TGF-βRII的mRNA的影响显著弱于其对蛋白质的影响,说明可能有miRNA的转录后调控作用参与其中。本实验检测了10种可能调控TGF-β1和TGF-βRII的miRNA,其中miR-133和m1R-590可被尼古丁剂量依赖性显著抑制且被α-BTX逆转。转染miR-133可显著抑制心房肌成纤维细胞TGF-β1蛋白表达,而AMO-133则可逆转该作用。应用luciferase报告基因技术将TGF-β1的3-UTR与miR-133共转染,可显著抑制荧光素酶活性。miR-133对TGF-β1的mRNA表达量无显著影响。miR-590对TGF-βRII的调控作用也同样得以验证。单独转染miR-133或miR-590可显著抑制成纤维细胞胶原分泌量,二者共转染则抑制作用更强,其相应的AMO则能逆转该作用。而单独转染AMO-133或AMO-590可促进胶原分泌。TGF-βRI阻断剂SB-431542可显著抑制尼古丁的促胶原分泌作用。
结论:尼古丁可促进心房纤维化和房颤发生,与其下调miR-133和miR-590,使二者失去对TGF-β1和TGF-pRII的转录后抑制作用,并促进胶原分泌有关。