李珩，尹德春綜述 曲秀芬審校

心房顫動(dòng)(atrial fibrillation，AF)是最常見(jiàn)的快速性心律失常，在人群中有著較高的發(fā)病率和致殘率。隨著年齡的增長(zhǎng)，心房顫動(dòng)將導(dǎo)致更多的并發(fā)癥，嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量。眾所周知，心房顫動(dòng)的發(fā)病機(jī)制很復(fù)雜，包括電重構(gòu)、結(jié)構(gòu)重構(gòu)、氧化應(yīng)激、炎性反應(yīng)和遺傳等因素。巨噬細(xì)胞移動(dòng)抑制因子(MIF)是一種多效性炎性細(xì)胞因子，具有廣泛的調(diào)節(jié)性，參與多種疾病的發(fā)展過(guò)程，包括膿毒癥、狼瘡和類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等炎性疾病，還有心力衰竭、心肌梗死、心肌炎、快速性心律失常，急性腎損傷、器官纖維化、惡性腫瘤和其他免疫性疾病等。近期多項(xiàng)研究表明，心房顫動(dòng)患者中檢測(cè)到高水平的MIF[1]，MIF在心房顫動(dòng)的發(fā)展中起到重要作用，因此更好地研究MIF參與心房顫動(dòng)的機(jī)制將是未來(lái)的趨勢(shì)，抑制MIF將是治療心房顫動(dòng)的新方法。MIF一直是研究熱點(diǎn)，尤其是類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等炎性疾病、腫瘤、動(dòng)脈粥樣硬化等各種疾病。最近研究表明，MIF在心血管疾病中有至關(guān)重要的作用。近年來(lái)較多研究分析了MIF與心房顫動(dòng)的關(guān)系，MIF可能參與調(diào)節(jié)AF的電重構(gòu)、結(jié)構(gòu)重構(gòu)、氧化應(yīng)激和炎性反應(yīng)等方面，但是MIF與各個(gè)因素的關(guān)系及其機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

1 MIF的生物結(jié)構(gòu)和特性

1989年，人類(lèi)首次從活化的T細(xì)胞中克隆出MIF cDNA[2], MIF是源自活化T淋巴細(xì)胞的可溶性細(xì)胞因子，調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞和T細(xì)胞的活化。MIF是一種115個(gè)氨基酸的多肽，其真實(shí)結(jié)構(gòu)是同型三聚體，形狀為環(huán)形，三聚體結(jié)構(gòu)由被6個(gè)α-螺旋包圍的3個(gè)β-折疊組成,每個(gè)β-折疊均由來(lái)自3種單體中的每一個(gè)β鏈組成。MIF是一種多功能蛋白，有2種不同的催化活性，具有互變異構(gòu)酶和硫醇蛋白氧化還原酶(TPOR)的活性[3]。MIF以蛋白質(zhì)的形式存在于細(xì)胞內(nèi)外，在多種細(xì)胞表達(dá)，包括單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞、上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和心肌細(xì)胞等,其可抑制巨噬細(xì)胞遷移、調(diào)節(jié)炎性因子、促進(jìn)巨噬細(xì)胞及中性粒細(xì)胞等炎性細(xì)胞的募集[4]。MIF可結(jié)合和激活各種受體，例如CD74、CD44、CXCR2、CXCR4和CXCR7，這些受體之間形成了多種可能的復(fù)合物，包括CD74/CD44、CD74 /CXCR2、CD74/CXCR4和CD74/CXCR4/CXCR7，與受體結(jié)合后通過(guò)ERK1/2、MAPK和AKT等信號(hào)傳導(dǎo)途徑激活下游分子[5]。MIF具有TPOR活性，其氧化還原功能是由Cys-Ala-Leu-Cys基序所介導(dǎo)的，提示MIF可能調(diào)節(jié)細(xì)胞氧化還原過(guò)程, MIF能夠在病理相關(guān)的氧化和還原狀態(tài)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)化[3]。MIF作為炎性反應(yīng)的上游調(diào)節(jié)劑，其通過(guò)促炎性介質(zhì)TNF、白介素和組織降解基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)的釋放來(lái)促進(jìn)炎性反應(yīng)的發(fā)生，證據(jù)表明，MIF通過(guò)上調(diào)細(xì)胞因子(TNF-α、IL-6和IL-1β)來(lái)反調(diào)節(jié)糖皮質(zhì)激素的抗炎活性[3]。最新研究表明，MIF在痛風(fēng)炎性反應(yīng)中起著重要的協(xié)調(diào)作用，可能與促進(jìn)IL-1β的釋放和中性粒細(xì)胞的募集有關(guān)[6]。MIF也可促進(jìn)體外視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞(RPE)的IL-6、單核細(xì)胞趨化蛋白-1(MCP-1)和Ⅰ型膠原蛋白的產(chǎn)生[7]。MIF還可激活NLRP3炎性小體參與炎性反應(yīng)過(guò)程，其還可作為潛在的分子伴侶穩(wěn)定蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)[8]。

2 MIF與電重構(gòu)

近年來(lái)，AF的發(fā)生機(jī)制一直是研究重點(diǎn)，心房電重構(gòu)是其中的重要機(jī)制。心房的快速顫動(dòng)引起心肌細(xì)胞的電生理變化，這些變化被稱(chēng)為電重構(gòu)。電重構(gòu)以動(dòng)作電位持續(xù)時(shí)間(APD)和不應(yīng)期縮短為特點(diǎn)，在AF發(fā)生的早期，心肌細(xì)胞許多離子電流改變，包括K+電流、Ca2+電流和Na+電流等，Ca2+電流在心肌細(xì)胞的動(dòng)作電位和興奮性中起重要作用。 心肌中存在多種Ca2+通道蛋白，其中電壓依賴(lài)性鈣通道分為L(zhǎng)型和T型通道，2種電流的減少縮短了有效不應(yīng)期和APD[9]。研究表明，間隙連接存在于2個(gè)相鄰的心房肌細(xì)胞間，間隙連接由連接蛋白組成，可通過(guò)電流或化學(xué)物質(zhì)，維持心房肌細(xì)胞的電和機(jī)械偶聯(lián)，心房顫動(dòng)的心房連接蛋白43(Cx43)表達(dá)降低，形成微折返環(huán)，促進(jìn)心房顫動(dòng)的發(fā)生[10]。

有學(xué)者用人類(lèi)重組MIF(rMIF)處理AF患者的心房肌細(xì)胞，可見(jiàn)L型鈣通道(ICa，L)和T型鈣通道(ICa，T)振幅的降低，2種通道蛋白mRNA表達(dá)降低，蛋白酪氨酸激酶家族成員之一(Src)抑制劑可阻止這個(gè)過(guò)程。這表明MIF可能通過(guò)Src激酶下調(diào)2種鈣通道的數(shù)量及電流強(qiáng)度，從而改變心肌細(xì)胞的電生理，促進(jìn)心房顫動(dòng)的發(fā)展[11-12]。MIF是否影響其他離子通道來(lái)促進(jìn)AF有待進(jìn)一步研究。近期研究表明，MIF與CD74結(jié)合后可以誘導(dǎo)肌漿網(wǎng)(SR)Ca2+ATPase的表達(dá)，提高Na+/Ca2+交換體(NCX)外排率，ryanodine受體2(RyR2)的磷酸化及鈣/鈣調(diào)蛋白激酶Ⅱ(CaMKⅡ)的活化。依賴(lài)CaMKⅡ的RyR2磷酸化可促進(jìn)SR鈣泄漏，引起心房的觸發(fā)活動(dòng)，因此MIF信號(hào)傳導(dǎo)可誘導(dǎo)心房肌細(xì)胞的鈣失調(diào)而促進(jìn)AF的發(fā)生。此外，MIF可加強(qiáng)瞬時(shí)向外鉀電流(Ito)和超快速延遲整流鉀電流(IKur)。用抗CD74抗體中和可阻斷MIF介導(dǎo)的鈣超載，降低SR鈣含量和NCX外排率，阻斷MIF介導(dǎo)的鉀電流增加，為心房顫動(dòng)的治療提供一個(gè)新方法[13]。rMIF還可通過(guò)ERK1/2誘導(dǎo)Cx43表達(dá)的降低[10]。

3 MIF與結(jié)構(gòu)重構(gòu)

作為心房顫動(dòng)的另一個(gè)重要機(jī)制，結(jié)構(gòu)重構(gòu)是永久性心房顫動(dòng)的主要原因。心房顫動(dòng)患者的心房特征是心房擴(kuò)張、纖維化增加、心肌肥大等，不同患者心房纖維化程度不同?；|(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)可降解細(xì)胞外基質(zhì)成分，包括膠原蛋白、纖連蛋白和層黏連蛋白， 金屬蛋白酶組織抑制劑(TIMPs)是其抑制劑。MMP和TIMP調(diào)節(jié)心房中細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)的平衡；研究已經(jīng)證明，心房顫動(dòng)患者心房組織中MMP-2、MMP3、MMP-9的mRNA和蛋白質(zhì)表達(dá)水平明顯升高，其升高可能與AF風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)。在心房組織中MMP-1和MMP-7 mRNA升高，但在循環(huán)蛋白中無(wú)差異，心房顫動(dòng)患者組織MMP-13 mRNA顯著高于對(duì)照組[14]。此外，MMP-9可促進(jìn)心房纖維化，MMP-9/TIMP-1比率升高，促進(jìn)心房ECM重塑和心房顫動(dòng)[15]。

有研究表明，MIF可調(diào)節(jié)心臟成纖維細(xì)胞(CFs)的增殖和分化。 實(shí)驗(yàn)用小鼠重組MIF處理CFs 48 h可促進(jìn)CFs的增殖和分泌，MIF上調(diào)了CF中與心房纖維化相關(guān)的膠原蛋白Ⅰ和Ⅲ、MMP-2、MMP-9和TGF-β的表達(dá)水平。其中Src激酶參與了此過(guò)程，因此MIF可能通過(guò)Src激酶促進(jìn)CF的增殖和ECM的增加，從而導(dǎo)致AF的結(jié)構(gòu)重塑。由于本實(shí)驗(yàn)的CFs包括心房和心室成纖維細(xì)胞，所以更需要心房顫動(dòng)的心房成纖維細(xì)胞進(jìn)行進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)[16]。研究發(fā)現(xiàn)血清MIF濃度與AF的左心房直徑呈正相關(guān), 后者可作為心房重塑的參數(shù)[1]，這也映反出MIF參與心房重塑的過(guò)程，但尚不能直接證明MIF可導(dǎo)致結(jié)構(gòu)重塑。許多研究表明，MIF參與各器官組織的纖維化，在特發(fā)性肺纖維化(IPF)中，MIF在活動(dòng)性纖維化區(qū)域過(guò)度表達(dá)，其參與IPF的發(fā)病，敲低MIF表達(dá)可減弱人肺成纖維細(xì)胞的增殖和遷移，從而進(jìn)一步抑制肺纖維化[17-18]。MIF在肥大細(xì)胞促進(jìn)成纖維細(xì)胞增殖和膠原蛋白合成中起重要作用，其抗體在很大程度上抑制了此纖維化過(guò)程[19]，在AF中MIF是否參與肥大細(xì)胞的促纖維化有待研究。

但有相反的觀點(diǎn)認(rèn)為，MIF有抗纖維化作用，實(shí)驗(yàn)表明MIF過(guò)度表達(dá)可抑制小鼠CFs合成ECM，MIF通過(guò)減弱Smad3的激活上調(diào)miR-29b-3p、miR-29c-3p的表達(dá)，后者通過(guò)靶向促纖維化基因抑制心臟纖維化。反之，MIF缺乏會(huì)促進(jìn)心臟纖維化[20]。腎纖維化中腎小管細(xì)胞MIF表達(dá)降低，MIF的缺失加劇腎臟纖維化[21]。在心臟中MIF實(shí)驗(yàn)結(jié)果的差異性可能是由于實(shí)驗(yàn)取材和實(shí)驗(yàn)環(huán)境等不同導(dǎo)致的，由于心房和心室的差異性，因此取AF動(dòng)物的心房組織更有助于實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并需要大量實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證MIF與心房纖維化的關(guān)系。或許MIF在不同器官組織及在同種器官組織不同疾病狀態(tài)下的功能不同。許多研究表明，MIF可誘導(dǎo)多種MMP的表達(dá)，其中MMP-2、MMP-9和MMP-13均可參與AF的結(jié)構(gòu)重構(gòu)，在哮喘的發(fā)作中MIF可通過(guò)上調(diào)MMP-2參與氣道平滑肌細(xì)胞(ASMC)的增殖和遷移，進(jìn)而促進(jìn)氣道的重塑[22]。但至今沒(méi)有直接證據(jù)表明在AF中MIF與MMP的關(guān)系，是否可上調(diào)AF心房MMP的表達(dá)進(jìn)而參與心房重構(gòu)尚需研究。

4 MIF與氧化應(yīng)激

氧化應(yīng)激在AF中起到至關(guān)重要的作用，其通過(guò)影響電重構(gòu)及結(jié)構(gòu)重構(gòu)等各個(gè)方面參與心房顫動(dòng)的發(fā)生和維持[23]。在AF心房肌細(xì)胞中H2O2可能通過(guò)激活Src和PKC誘導(dǎo)MIF的上調(diào)[24]。在剛地弓形蟲(chóng)中發(fā)現(xiàn)NADPH氧化酶4(Nox4)參與了巨噬細(xì)胞上調(diào)MIF的過(guò)程[25]。當(dāng)心臟發(fā)生缺血再灌注時(shí)，細(xì)胞內(nèi)MIF通過(guò)其TPOR活性抵抗氧化應(yīng)激， S-亞硝基化的MIF 可增強(qiáng)TPOR活性[26]。MIF也可誘導(dǎo)抗氧化劑響應(yīng)元件(ARE)保護(hù)各細(xì)胞器官免受氧化損傷[27]。目前研究表明，ROS可參與并誘導(dǎo)MIF的產(chǎn)生，反過(guò)來(lái)MIF能抗氧化應(yīng)激。目前研究均表明，MIF具有抗氧化應(yīng)激作用，但AF中MIF與氧化應(yīng)激的關(guān)系尚待研究。雖然MIF可通過(guò)其他作用促進(jìn)心房顫動(dòng)的發(fā)生發(fā)展，但是MIF可能通過(guò)抗氧化應(yīng)激保護(hù)心肌細(xì)胞免受損傷，因此MIF在AF中可能具有雙相作用。

5 MIF與炎性反應(yīng)

眾所周知，炎性反應(yīng)與AF相關(guān)，炎性反應(yīng)會(huì)改變心肌細(xì)胞的電生理和心房的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致心房發(fā)生電和結(jié)構(gòu)重塑。參與炎性反應(yīng)的物質(zhì)包括炎性細(xì)胞因子、NLRP3炎性小體、中性粒細(xì)胞[28]、尿酸和凝血酶，這些均參與AF的發(fā)生發(fā)展。

5.1 MIF與NLRP3炎性小體 NLRP3炎性小體是重要的炎性反應(yīng)信號(hào)復(fù)合體，心肌細(xì)胞和CFs均存在 NLRP3炎性小體，在AF患者的心房中發(fā)現(xiàn)NLRP3炎性小體升高，活性增強(qiáng)，Caspase-1表達(dá)增加。NLRP3炎性小體激活可導(dǎo)致SR的Ca2+釋放異常，APD縮短和心房肥大[28]。研究表明MIF介導(dǎo)了NLRP3與中間絲波形蛋白之間相互作用，可激活NLRP3，因此MIF是NLRP3炎性體組裝和激活的關(guān)鍵因素。MIF還可能充當(dāng)NLRP3的伴侶，穩(wěn)定蛋白質(zhì)，促進(jìn)其與波形蛋白的相互作用[8]。

5.2 MIF與炎性細(xì)胞因子 細(xì)胞因子與心房顫動(dòng)的發(fā)生率或復(fù)發(fā)率相關(guān)，促進(jìn)心房炎性反應(yīng)或纖維化。研究表明MIF可通過(guò)誘導(dǎo)炎性因子促進(jìn)炎性反應(yīng)，包括TNF、IL-6、IL-1、IL-8、IL-17、IL-18等。 MIF通過(guò)激活NLRP3炎性小體上調(diào)IL-18和IL-1β[28]。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)MIF缺陷細(xì)胞可導(dǎo)致IL-1受體和TNF受體的下調(diào)， MIF上調(diào)細(xì)胞因子受體表達(dá)，放大了細(xì)胞因子的炎性反應(yīng)[29]。MIF可能通過(guò)NF-κB、ERK1/2、JNK、AP-1、PI3K/Akt和Jak2/STAT3等途徑調(diào)節(jié)多種細(xì)胞因子的產(chǎn)生和釋放。在類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的研究中，學(xué)者觀察rhMIF可誘導(dǎo)TNF-α、IFN-γ、IL-1β、IL-6、IL-17A、IL-17F等因子的產(chǎn)生和釋放[30]。推測(cè)在AF中，MIF也可誘導(dǎo)細(xì)胞因子的產(chǎn)生和釋放。

5.3 MIF與中性粒細(xì)胞 中性粒細(xì)胞/淋巴細(xì)胞比(NLR)被證明可以預(yù)測(cè)心房顫動(dòng)的復(fù)發(fā)。MIF通過(guò)中性粒細(xì)胞胞漿抗體(ANCA)誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞活化[31]。在急性痛風(fēng)中，MIF促進(jìn)中性粒細(xì)胞積累，而MIF缺陷型小鼠中性粒細(xì)胞的積累減少[32]。

5.4 MIF與凝血酶 凝血酶通過(guò)與其受體(PAR)結(jié)合激活ERK和JNK途徑，刺激細(xì)胞因子的產(chǎn)生，增強(qiáng)CF的增殖和促纖維化信號(hào)分子Akt和Erk的磷酸化、TGF-β1的表達(dá)，導(dǎo)致心房炎性反應(yīng)和纖維化[33]。多項(xiàng)研究表明，凝血酶可誘導(dǎo)不同細(xì)胞(內(nèi)皮細(xì)胞、上皮細(xì)胞和成纖維細(xì)胞等)MIF的表達(dá)，凝血酶可能通過(guò)ERK 1/2等途徑誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞MIF的產(chǎn)生[34]。實(shí)驗(yàn)證明部分凝血酶抑制劑可減少心臟炎性反應(yīng)和纖維化[35]，推測(cè)這或許與進(jìn)一步抑制MIF有關(guān)。因此凝血酶介導(dǎo)MIF的產(chǎn)生也可能是心房顫動(dòng)發(fā)生機(jī)制的一部分。

5.5 MIF與尿酸 血清尿酸鹽水平及其存在時(shí)間與心房顫動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)呈正相關(guān)[36]。研究表明尿酸可能通過(guò)誘導(dǎo)各種炎性因子進(jìn)而促進(jìn)心房纖維化，降低尿酸的藥物可減少AF的發(fā)生[37],MIF可能參與尿酸介導(dǎo)的炎性反應(yīng)。已發(fā)現(xiàn)尿酸(UA)會(huì)刺激遭受UA誘發(fā)的腎病大鼠腎小管中MIF上調(diào)，MIF抑制劑消除了UA誘導(dǎo)的血管炎性反應(yīng)和重塑，表明MIF可能參與UA誘導(dǎo)的血管重塑[38]，抗MIF可能對(duì)高尿酸血癥的患者有益。推測(cè)MIF可能是UA導(dǎo)致心房顫動(dòng)的重要中介，尚需實(shí)驗(yàn)證明。

6 MIF抑制劑

MIF參與多種疾病，因此MIF抑制劑可作為治療靶標(biāo)。典型的MIF抑制劑是異唑啉類(lèi)抑制劑ISO-1，它可抑制MIF的互變異構(gòu)酶活性，已有研究表明，ISO-1顯著降低了前列腺癌和結(jié)腸癌，AV411及其類(lèi)似物AV1013、SCD-19和CPSI-1306均是MIF的變構(gòu)抑制劑，MIF互變異構(gòu)酶抑制劑p425極大地抑制了丙酮酸4-羥苯酯互變異構(gòu)的活性，阻止了MIF與CD74的結(jié)合。4-IPP的苯基嘧啶類(lèi)化合物通過(guò)與MIF互變異構(gòu)酶活性位點(diǎn)形成共價(jià)鍵來(lái)抑制MIF的功能。異硫氰酸鹽共價(jià)修飾MIF活性位點(diǎn)中的Pro-1殘基，抑制MIF與CD74的結(jié)合?；衔颰-614可在體外和體內(nèi)選擇性抑制MIF。MIF抑制劑可延緩或減輕多種疾病的發(fā)展。MIF抑制劑的研究仍處于臨床前階段，未來(lái)研究靶向MIF的藥物或許應(yīng)聚焦在以下幾個(gè)方面：與MIF的活性位點(diǎn)共價(jià)結(jié)合或修飾干擾其活性；阻斷其與受體結(jié)合；影響其傳導(dǎo)途徑的上下游物質(zhì)。靶向MIF的藥物可能會(huì)成為心房顫動(dòng)一種新的治療手段[39-40]。

7 小結(jié)與展望

MIF在心房顫動(dòng)中起到至關(guān)重要的作用，MIF通過(guò)影響心肌細(xì)胞的鈣通道及誘導(dǎo)鈣失調(diào)導(dǎo)致心房電重構(gòu)；其可抗氧化應(yīng)激，使心肌細(xì)胞免受氧化損傷；也可作為炎性因子的上游介質(zhì)調(diào)控各種炎性因子，誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞等炎性細(xì)胞活化；另外，與心房顫動(dòng)相關(guān)的凝血酶和尿酸可能作為MIF的上游物質(zhì)誘導(dǎo)MIF的產(chǎn)生。但是MIF在結(jié)構(gòu)重塑中的作用存在爭(zhēng)議，尚需大量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；其在心房顫動(dòng)中與氧化應(yīng)激的關(guān)系需進(jìn)一步研究，MIF參與心房顫動(dòng)的機(jī)制需要明確。這些途徑均可能是MIF參與心房顫動(dòng)的復(fù)雜途徑，靶向MIF的藥物可能是未來(lái)心房顫動(dòng)治療的關(guān)鍵。