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目的:肥厚型心肌病(Hypertrophic cardiomyopathy,HCM)是一种常见的遗传性心肌疾病,是引起青少年及运动员发生心源性猝死(Sudden cardiac death,SCD)的首要原因。患者心肌纤维紊乱以及心肌间质纤维化导致的心功能下降和心力衰竭也增加了患者的猝死风险。猝死往往发生突然,是法医死因鉴定中的难点。随着临床对HCM患者治疗干预的增多,心衰已经成为导致HCM人群死亡的常见原因。近些年,肠道菌群失调被研究者们认为与心血管疾病的发生发展有一定关系,本研究主要探讨肠道菌群代谢产物——氧化三甲胺(Trimethylamine N-oxide,TMAO)在HCM患者体内的表达情况以及对体外培养的成年小鼠心肌细胞t小管结构及功能的影响。方法:1、酶联免疫吸附实验检测HCM患者及健康对照组血浆TMAO浓度:使用酶联免疫吸附实验检测试剂盒分别检测19名HCM患者与20名健康人血浆内的TMAO浓度,并分析TMAO浓度与实验对象心功能的关系;2、成年小鼠心肌细胞t小管共聚焦成像及钙离子成像:使用Langendorff灌流法收集成年小鼠心肌细胞,将细胞分为TMAO处理组与对照组分别培养,使用共聚焦成像技术观察t小管结构和钙火花发生频率,采用IDL图像分析程序对t小管完整性进行定量分析;3、通过免疫印迹法和免疫荧光法检测小鼠心肌细胞微管蛋白的表达和聚合情况:免疫印迹法检测亲联蛋白2(Junctophilin,JPH2)与钙蛋白酶I(Calpain I)的表达,使用免疫荧光法测定微管蛋白(β-tubulin)和JPH2的表达情况与细胞定位,利用NIH图像定量微管密度,利用IDL图像分析程序处理JPH2结构,使用微管/微管蛋白体内检测试剂盒检测游离和聚合的微管蛋白;4、小动物心脏超声:将小鼠分为TMAO喂养组与对照组,前者在饲料中添加0.12%TMAO喂养,对照组喂养常规鼠粮,6周后行心脏超声检测心功能;5、统计分析:数据用均数±标准差(mean±SD)表示。多组比较采用单因素方差分析。两组比较采用t检验。受试者工作特征曲线(ROC曲线)使用R语言绘制。采用SPSS V 15.0软件进行统计分析。以P<0.05为差异有统计学意义。结果:1、HCM患者血浆TMAO浓度较健康对照组明显升高,HCM患者血清N末端B型钠尿肽前体表达显著高于健康对照组,ROC曲线显示,HCM患者组TMAO浓度曲线下面积(AUC)为0.972;2、在检测浓度范围内,TMAO对小鼠心肌细胞t小管组织的损伤趋势呈浓度依赖性损害,3μmol/L和10μmol/L浓度的TMAO更显著的减少了t小管密度和t小管功率值。3、小鼠心肌细胞经TMAO(3μmol/L)培养24h后,钙瞬变平均振幅明显降低;到达钙瞬变峰值的时间和失同步指数明显增高,自发钙火花频率和钙火花振幅明显增加,钙火花平均时间半高宽和钙火花半峰全宽并无明显差异;4、小鼠心肌细胞经TMAO作用24小时后,与对照组相比,组织的JPH2分布发生改变,TMAO处理组JPH2功率降低并在心肌细胞边缘可见明显的JPH2堆积;5、经TMAO处理后,与对照组相比,微管网络的密度显著增高,Western blot的结果显示经TMAO处理后的小鼠心肌细胞微管聚集性明显增强,表明TMAO促进了心肌细胞微管的聚合;6、小鼠心脏超声的结果表明TMAO喂养组小鼠的心脏收缩功能较正常喂养的对照组的小鼠明显下降,左心室射血分数同样明显下降,提示TMAO能够损害小鼠心功能。结论:1、HCM患者心功能下降与体内TMAO浓度有关;2、TMAO通过促进微管蛋白聚合、JPH2易位和t小管重构而损害心功能。