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心房顫動(dòng)與竇性心律的風(fēng)濕性心臟瓣膜病病人左心耳長(zhǎng)鏈非編碼RNA表達(dá)差異研究

2024-06-18 07:20:53譚宏偉李勁平熊琪聶永梅廖斌于風(fēng)旭
關(guān)鍵詞:長(zhǎng)鏈非編碼RNA心房顫動(dòng)

譚宏偉 李勁平 熊琪 聶永梅 廖斌 于風(fēng)旭

摘要? 目的:探討風(fēng)濕性心臟瓣膜病合并慢性心房顫動(dòng)或竇性心律病人左心耳長(zhǎng)鏈非編碼RNA(lncRNAs)的表達(dá)差異。方法:選取風(fēng)濕性心臟瓣膜病心房顫動(dòng)病人和風(fēng)濕性心臟病竇性心律病人各3例,術(shù)中取少許左心耳組織,通過(guò)高通量二代測(cè)序、基因本體(GO)富集分析、京都基因和基因組百科全書(shū)(KEGG)通路顯著性富集分析對(duì)lncRNAs靶基因進(jìn)行生物功能分析,反向推測(cè)lncRNAs功能。結(jié)果:心房顫動(dòng)組和竇性心律組比較存在差異lncRNAs共38條(P<0.05),表達(dá)上調(diào)15條,表達(dá)下調(diào)23條,心房顫動(dòng)組較竇性心律組有顯著性差異的mRNAs有1 475條(P<0.05),表達(dá)上調(diào)635條,表達(dá)下調(diào)840條。結(jié)論:風(fēng)濕性心臟瓣膜病病人左心耳中與心房顫動(dòng)相關(guān)的差異表達(dá)的lncRNAs可能與心房顫動(dòng)電重構(gòu)、鈣處理異常機(jī)制有關(guān),且可能與代謝途徑、心肌收縮、心肌細(xì)胞腎上腺素能信號(hào)傳導(dǎo)、絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號(hào)通路、環(huán)磷酸鳥(niǎo)苷(cGMP)-蛋白激酶G(PKG)信號(hào)通路、鈣信號(hào)通路相關(guān)。

關(guān)鍵詞? 心房顫動(dòng);風(fēng)濕性心臟瓣膜??;竇性心律;長(zhǎng)鏈非編碼RNA;左心耳

doi:10.12102/j.issn.1672-1349.2024.11.004

Expression Difference of lncRNAs in Left Atrial Appendage in Rheumatic Valve Disease Patients with Atrial Fibrillation and in Patients with Sinus Rhythm

TAN Hongwei, LI Jinping, XIONG Qi, NIE Yongmei, LIAO Bing, YU Fengxu

The Affiliated Hospital of Southwest Medical University, Luzhou 646000, Sichuan, China

Corresponding Author? YU Fengxu, E-mail: yuluchuan@163.com

Abstract? Objective:To explore the expression difference of long non-coding RNA(lncRNAs) in Left atrial appendage of patients with rheumatic valvular heart disease complicated with chronic atrial fibrillation and sinus rhythm.Methods:Three patients with rheumatic heart valvular atrial fibrillation and rheumatic heart disease with sinus rhythm were selected.A small amount of left atrial appendage tissue was taken during the operation and passed high-throughput second-generation sequencing,Gene Otology enrichment analysis,Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes Pathway significant enrichment analysis analyzed the biological function of lncRNAs target genes,and infers the role of lncRNAs.Results:A total of 38 lncRNAs were different between the atrial fibrillation group and the sinus group(P<0.05),with 15 up-regulated expressions and 23 down-regulated expressions.There were 1 475 mRNAs in atrial fibrillation group were significantly different from the sinus group(P<0.05),with 635 up-regulated expressions and 840 down-regulated expressions.Conclusion:Differentially expressed lncRNAs related to atrial fibrillation in rheumatic valvular heart disease may be related to atrial fibrillation electrical remodeling and abnormal calcium processing mechanisms.They may be related to metabolic pathways,myocardial contraction,cardiomyocyte adrenergic signaling,and mitogen-activated protein kinase(MAPK) signaling pathway,cyclic guanosine phosphate(cGMP) -protein kinase G(PKG) signaling pathway,and calcium signal pathway.

Keywords? atrial fibrillation; rheumatic heart valve disease; sinus rhythm; long non-coding RNA; left atrial appendage

心房顫動(dòng)(atrial fibrillation,AF)是心房規(guī)則有序

基金項(xiàng)目? 四川省科技廳重點(diǎn)項(xiàng)目(No.2018JY0405);瀘州市人民政府-西南醫(yī)科大學(xué)科技戰(zhàn)略合作項(xiàng)目(No.2018LZXNYD-ZK40,2018LZXNYD-ZK27);四川省心血管疾病防治協(xié)同創(chuàng)新中心項(xiàng)目(No.xtcx2016-20,xtcx2019-03,xtcx2019-04)

通訊作者? 于風(fēng)旭,E-mail:yuluchuan@163.com

引用信息? 譚宏偉,李勁平,熊琪,等.心房顫動(dòng)與竇性心律的風(fēng)濕性心臟瓣膜病病人左心耳長(zhǎng)鏈非編碼RNA表達(dá)差異研究[J].中西醫(yī)結(jié)合心腦血管病雜志,2024,22(11):1941-1950.

的電節(jié)律性活動(dòng)消失,代之以快速無(wú)序的顫動(dòng)波的心房電節(jié)律性活動(dòng)紊亂。據(jù)2017年美國(guó)心臟協(xié)會(huì)資料顯示,全球心房顫動(dòng)病人約3 350萬(wàn)人[1],且心房顫動(dòng)在器質(zhì)性心臟病病人中發(fā)病率達(dá)40%[2]。心房顫動(dòng)常發(fā)生于原有心血管疾病者,如高血壓、風(fēng)濕性心臟瓣膜病、缺血性心臟病、心肌病及其他心臟疾?。?]。其中,合并風(fēng)濕性心臟瓣膜病的心房顫動(dòng)病人高達(dá)30%[4]。目前對(duì)于心房顫動(dòng)的治療方案仍存在局限,受到副作用、手術(shù)相關(guān)并發(fā)癥的限制。鑒于心房顫動(dòng)會(huì)明顯增加病人圍術(shù)期腦卒中、心力衰竭、惡性心律失常、死亡的風(fēng)險(xiǎn),降低病人遠(yuǎn)期生活質(zhì)量,現(xiàn)有治療方法效果欠佳,所以,深入研究心房顫動(dòng)進(jìn)展中的關(guān)鍵調(diào)控因素顯得至關(guān)重要。

非編碼RNA是細(xì)胞代謝的重要調(diào)控因子,并對(duì)免疫系統(tǒng)疾病、心血管疾病、腫瘤等多種疾病有重要影響。作為非編碼RNA家族重要成員之一的長(zhǎng)鏈非編碼RNA(long noncoding RNAs,lncRNAs)已被證實(shí)在心臟發(fā)育、心力衰竭、心肌梗死、心肌肥厚、心肌損傷中有重要調(diào)節(jié)作用[5]。以往研究證明,lncRNAs可以通過(guò)調(diào)節(jié)染色質(zhì)構(gòu)象與轉(zhuǎn)鐵蛋白(TF)或與mRNA、miRNA結(jié)合來(lái)調(diào)控基因表達(dá)[6]。YY1誘導(dǎo)的lncRNA KCNQ1OT1上調(diào)通過(guò)miR-384b/CACNA1C軸調(diào)節(jié)血管緊張素Ⅱ誘發(fā)心房顫動(dòng)。顯然,lncRNAs與許多心臟疾病有關(guān),但是在心房顫動(dòng)進(jìn)展中的作用目前尚未被闡明。本研究收集風(fēng)濕性心臟瓣膜病手術(shù)病人的部分左心耳組織,采用高通量測(cè)序技術(shù)檢測(cè)心房顫動(dòng)和竇性心律病人左心耳lncRNAs表達(dá),并篩選出表達(dá)差異明顯的lncRNAs,初步驗(yàn)證并預(yù)測(cè)其功能,以尋找與心房顫動(dòng)發(fā)病機(jī)制相關(guān)的lncRNAs,希望能夠?qū)π姆款潉?dòng)的發(fā)病機(jī)制研究提供新的思路。

1? 資料與方法

1.1? 一般資料

選取2018年12月—2019年4月西南醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院行心臟瓣膜置換手術(shù)切除的部分左心耳組織,其中心房顫動(dòng)3例,竇性心律3例。6例病人均簽署知情同意書(shū),本研究獲得西南醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2? 試劑與設(shè)備

NucleoZol RNA提取試劑(MNG,德國(guó));6×DNA Loading buffer(碧云天生物技術(shù)有限公司,中國(guó));1kb plus DNA ladder(碧云天生物技術(shù)有限公司,中國(guó));Takara反轉(zhuǎn)錄試劑盒(上海浩然生物技術(shù)有限公司,中國(guó));SYBR Green(熒光染料,碧云天生物技術(shù)有限公司,中國(guó));心臟彩色超聲多普勒儀(XMATRIX iU22飛利浦,荷蘭);心電圖機(jī)(CT-086 Beneware,中國(guó));高通量測(cè)序儀(Illumina Hiseq 2500 Illumina,美國(guó));超微量紫外分光光度計(jì)(ND-2000NanoDrop,美國(guó));bioanalyzer Agilent 2100(Agilent,美國(guó));實(shí)時(shí)熒光定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)儀(CFD-3220 MJ,美國(guó));基因擴(kuò)增儀(qTOWER3G IVD Analytik Jena,德國(guó))。

1.3? 方法

對(duì)入選病人進(jìn)行心臟彩色多普勒超聲檢查,確診為風(fēng)濕性心臟瓣膜病并排除其他器質(zhì)性心臟病變。然后進(jìn)行心電圖檢測(cè),再根據(jù)檢查結(jié)果分為心房顫動(dòng)組和竇性心律組。術(shù)中取病人部分左心耳組織,并加入RNA保存液,最終于-80 ℃低溫冰箱保存。對(duì)左心耳樣本分別進(jìn)行總RNA提取、lncRNAs高通量測(cè)序和生物信息學(xué)分析。

1.3.1? lncRNAs高通量測(cè)序

心房顫動(dòng)組和竇性心律組各收集3例左心耳樣本,應(yīng)用Illumina Hiseq 2500測(cè)序平臺(tái)測(cè)序。使用Ballgown、Cuffdiff、edgeR軟件進(jìn)行轉(zhuǎn)錄本差異表達(dá)量分析,P<0.05的轉(zhuǎn)錄本被指定為差異表達(dá)。

1.3.2? lncRNAs靶基因預(yù)測(cè)

通過(guò)Pearson相關(guān)系數(shù)法計(jì)算出lncRNAs與編碼蛋白基因之間的表達(dá)相關(guān)系數(shù)(COR)和P值,篩選出∣COR∣>0.9且P<0.05的lncRNA-mRNA,通過(guò)基因數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)mRNA的生物學(xué)功能注釋和基因本體(GO)、京都基因和基因組百科全書(shū)(KEGG)分析反向預(yù)測(cè)lncRNAs生物學(xué)功能。

1.3.3? GO分析

從生物過(guò)程(BP)、細(xì)胞組分(CC)及分子功能(MF)3個(gè)層面對(duì)lncRNAs靶基因進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,P<0.05的GO條目被認(rèn)為是差異表達(dá)基因的顯著富集。

1.3.4? KEGG通路分析

通過(guò)將差異表達(dá)基因與KEGG數(shù)據(jù)庫(kù)的通路上的已有基因進(jìn)行比對(duì),應(yīng)用超幾何檢驗(yàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,篩選出最相關(guān)的生物通路。P<0.05的通路定義為在差異表達(dá)基因顯著富集的通路。通過(guò)將差異表達(dá)基因與KEGG數(shù)據(jù)庫(kù)的通路上的已有基因進(jìn)行比對(duì),應(yīng)用超幾何檢驗(yàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,篩選出最相關(guān)的生物通路。P<0.05的通路定義為在差異表達(dá)基因顯著富集的通路。

1.4? 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。符合正態(tài)分布的定量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示,組間比較采用t檢驗(yàn)。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2? 結(jié)? 果

2.1? 兩組一般資料比較

兩組病人年齡及性別分布情況見(jiàn)表1。術(shù)前經(jīng)胸心臟超聲證實(shí)兩組病人主要以二尖瓣狹窄伴關(guān)閉不全病變?yōu)橹?,心房顫?dòng)組病人心房顫動(dòng)持續(xù)時(shí)間>1年。兩組病人左房?jī)?nèi)徑(LAD)及右房?jī)?nèi)徑(RAD)、左室射血分?jǐn)?shù)(LVEF)、左室收縮末期內(nèi)徑(LVESD)、左室舒張末期內(nèi)徑(LVEDD)見(jiàn)表1。

2.2? 樣本總RNA質(zhì)量

總RNA質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果顯示,兩組OD260/280值均在1.8~2.2,RNA 28S/18S≥1.2,RIN≥7.0,總RNA質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果可靠,滿足建庫(kù)測(cè)序要求。詳見(jiàn)圖1。

2.3? 兩組lncRNAs及mRNAs的差異表達(dá)

通過(guò)高通量測(cè)序技術(shù),共掃描出兩組中有表達(dá)差異的lncRNAs 9 691條,其中P<0.05的lncRNAs共38條,與竇性心律組相比,心房顫動(dòng)組有15條表達(dá)上調(diào),23條表達(dá)下調(diào);以差異倍數(shù)(fold change,F(xiàn)C)≥2且P<0.05為條件篩選,共有10條lncRNAs差異表達(dá),心房顫動(dòng)組較竇性心律組4條表達(dá)上調(diào),6條表達(dá)下調(diào);在差異表達(dá)的lncRNA中,LNC_002786(FC=131.25)、ENST00000523617.5(FC=5.83)、LNC_004253(FC=5.59)表達(dá)明顯上調(diào),LNC_003618(FC=7.77)、LNC_002602(FC=6.53)、LNC_000201(FC=3.34)表達(dá)明顯下調(diào)。選取心房顫動(dòng)組較竇性心律組FC≥2.00、P<0.05的lncRNA見(jiàn)表2。

心房顫動(dòng)組較竇性心律組P<0.05的mRNAs差異的有1 475條,心房顫動(dòng)組較竇性心律組有635條表達(dá)上調(diào),840條表達(dá)下調(diào)。兩組中P<0.01的mRNA有374條,心房顫動(dòng)組較竇性心律組有160條表達(dá)上調(diào),214條表達(dá)下調(diào)。以FC≥2.00及P<0.01為條件篩選,兩組有172條mRNAs差異表達(dá),心房顫動(dòng)組較竇性心律組89條表達(dá)上調(diào)、83條表達(dá)下調(diào);以FC≥64.00及P<0.01為條件篩選,有21條mRNAs差異表達(dá),心房顫動(dòng)組較竇性心律組13條表達(dá)上調(diào)及8條表達(dá)下調(diào);其中ENST00000275607、ENST00000271688、ENST00000309615表達(dá)明顯上調(diào),ENST00000420959、ENST00000340545、ENST00000427738表達(dá)明顯下調(diào)。心房顫動(dòng)組較竇性心律組FC≥64.00及P<0.01的mRNAs見(jiàn)表3。

篩選P<0.05的差異基因,將FC以2為底取對(duì)數(shù)值作為橫坐標(biāo),P以10為底取負(fù)對(duì)數(shù)作為縱坐標(biāo)。根據(jù)結(jié)果繪制火山圖(見(jiàn)圖2)。差異表達(dá)lncRNAs和mRNAs聚類(lèi)分析結(jié)果熱圖見(jiàn)補(bǔ)充材料。

選取測(cè)序結(jié)果獲得的FC≥2.00及P<0.05的lncRNAs,采用實(shí)時(shí)熒光定量逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(qRT-PCR)方法進(jìn)行驗(yàn)證,探究其表達(dá)趨勢(shì)是否與測(cè)序結(jié)果一致。結(jié)果顯示LNC_003618表達(dá)下調(diào),ENST00000523617.5、LNC_002786表達(dá)上調(diào),和測(cè)序結(jié)果一致;LNC_002602、LNC_000201、ENST00000639542.1、ENST00000595005.1、ENST00000634611.1上調(diào)或下調(diào)趨勢(shì)與測(cè)序結(jié)果一致,但P>0.05;ENST00000488000.6表達(dá)趨勢(shì)與測(cè)序結(jié)果相反;LNC_004253由于序列原因無(wú)法設(shè)計(jì)出合適引物,未產(chǎn)生結(jié)果。詳見(jiàn)圖3。

2.4? 差異lncRNAs的靶向mRNAs預(yù)測(cè)

對(duì)差異表達(dá)lncRNAs的靶基因與差異表達(dá)的mRNAs進(jìn)行交集分析,當(dāng)lncRNAs的靶基因同時(shí)也是顯著差異的mRNAs時(shí),該差異mRNAs受到lncRNAs直接或間接調(diào)控作用的可能性更大。對(duì)篩選出心房顫動(dòng)組較竇性心律組FC≥2的mRNAs,進(jìn)一步通過(guò)識(shí)別其中與心房顫動(dòng)電重構(gòu)、結(jié)構(gòu)重構(gòu)、腎素-血管緊張素系統(tǒng)(RAS)效應(yīng)、鈣處理異常機(jī)制相關(guān)的mRNAs。并根據(jù)Pearson相關(guān)法計(jì)算lncRNAs-mRNAs相關(guān)性及P值、lncRNAs-mRNAs是否富集到差異顯著的KEGG通路進(jìn)行篩選。發(fā)現(xiàn)lncRNA LNC_003618與mRNA CACNA2D2、CLIC4,lncRNA ENST00000523617.5與mRNA SLC8A1、KCNB1,lncRNA LNC_002786與mRNA NKX2-5、KCNB1、KCNE4表達(dá)具有相關(guān)性。對(duì)得到的lncRNAs-mRNAs關(guān)聯(lián)對(duì)是否富集到與心臟相關(guān)的KEGG通路進(jìn)行再次篩選,獲得可能與心房顫動(dòng)發(fā)生過(guò)程相關(guān)的LNC_003618-CACNA2D2(編碼電壓依賴性鈣通道復(fù)合物的alpha-2/delta亞基)、ENST00000523617.5-SLC8A1(參與心肌細(xì)胞鈉鈣交換)兩對(duì)關(guān)聯(lián)對(duì)。

2.5? GO分析結(jié)果

GO富集分析結(jié)果顯示:lncRNAs靶向的mRNAs富集到的差異顯著的GO_accession數(shù)目共有1 838條,其中生物過(guò)程、細(xì)胞組成及分子功能分別為1 332、246、260條。mRNAs參與細(xì)胞內(nèi)代謝(cellular metabolic process,CMP)、轉(zhuǎn)運(yùn)(intracellular transport,IT)、電子鏈傳遞(electron transport chain,ETC)、生物發(fā)生(biogenesis)等生物過(guò)程;參與細(xì)胞器(organelle)、細(xì)胞質(zhì)(cytoplasm)、線粒體(mitochondrion)等細(xì)胞組成;參與蛋白結(jié)合(protein binding,PD)、RNA結(jié)合(RNA binding)、氧化還原酶活性(oxidoreductase activity,OA)、催化活性(catalytic activity,CA)等分子功能;LNC_003618靶向的mRNA CACNA2D2與細(xì)胞代謝、生物發(fā)生、結(jié)合等GO條目相關(guān);ENST00000523617.5靶向的mRNA SLC8A1與細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)、線粒體、結(jié)合等GO條目相關(guān)。lncRNAs靶向的mRNAs在生物過(guò)程、細(xì)胞組成及分子功能中富集度最高的前20條GO條目見(jiàn)圖4~圖6。

2.6? KEGG通路富集分析

lncRNAs靶向的mRNAs KEGG富集分析結(jié)果顯示:mRNAs被富集到的KEGG通路有氧化磷酸化(oxidative phosphorylation)、心肌收縮(cardiac muscle contraction)、代謝途徑(metabolic pathways)、心律失常相關(guān)的右心室心肌?。╝rrhythmogenic right ventricular cardiomyopathy,ARVC)、肥厚型心肌病(hypertrophic cardiomyopathy,HCM)等,詳見(jiàn)圖7。LNC_003618靶向的mRNA CACNA2D2被富集到代謝途徑(metabolic pathways)、心肌收縮(cardiac muscle contraction)、心肌細(xì)胞腎上腺素能信號(hào)傳導(dǎo)(adrenergic signaling in cardiomyocytes)、絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號(hào)通路(MAPK signaling pathway)。ENST00000523617.5靶向的mRNA SLC8A1被富集到代謝途徑、心肌收縮、環(huán)磷酸鳥(niǎo)苷(cGMP)-蛋白激酶G(PKG)信號(hào)通路(cGMP-PKG signaling pathway)、鈣信號(hào)通路(calcium signaling pathway)。mRNA KCNB1被富集到味覺(jué)轉(zhuǎn)導(dǎo)(taste transduction),該通路在心房顫動(dòng)組和竇性心律組差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。mRNA CLIC4、KCNB1、NKX2-5、KCNE4未被富集到差異顯著的通路。

3? 討? 論

本研究鑒定lncRNAs表達(dá)譜的同時(shí)也檢測(cè)了心房顫動(dòng)組與竇性心律組mRNAs的差異表達(dá)譜,對(duì)篩選出心房顫動(dòng)組較竇性心律組FC≥2的mRNAs,通過(guò)識(shí)別其中與心房顫動(dòng)電重構(gòu)、結(jié)構(gòu)重構(gòu)、RAS效應(yīng)、鈣處理異常機(jī)制相關(guān)的mRNAs,同時(shí)結(jié)合FC、聚類(lèi)分析、lncRNAs-mRNAs共表達(dá)關(guān)系預(yù)測(cè)、KEGG通路富集分析等方法共同篩選目的mRNAs,借助對(duì)mRNAs功能研究反向闡述lncRNAs功能,獲得了可能與心房顫動(dòng)發(fā)生過(guò)程相關(guān)的LNC_003618-CACNA2D2(編碼電壓依賴性鈣通道復(fù)合物的alpha-2/delta亞基)、ENST00000523617.5-SLC8A1(參與心肌細(xì)胞鈉鈣交換)兩對(duì)關(guān)聯(lián)對(duì)。

CACNA2D2(alpha-2-delta-2)已被證實(shí)是編碼電壓依賴性鈣通道復(fù)合物的alpha-2/delta亞基,能夠調(diào)節(jié)鈣電流和通道活化/失活動(dòng)力學(xué)。心房重構(gòu)早期改變是電生理和離子通道改變,而CACNA2D2是電壓依賴性鈣通道編碼基因,其失調(diào)可以誘發(fā)心律失常,Zhang等[7]研究證實(shí)miR-1231通過(guò)靶向心肌梗死中的鈣通道基因CACNA2D2來(lái)加劇心律失常。CACNA2D2與電壓依賴性鈣通道相關(guān),又是差異顯著lncRNA LNC_003618的共表達(dá)mRNA,由此推斷LNC_003618是否能夠通過(guò)CACNA2D2參與心房顫動(dòng)早期電重構(gòu)的調(diào)控,值得進(jìn)一步研究探索。

溶質(zhì)載體家族8成員A1(SLC8A1)在心臟中廣泛表達(dá),已被證實(shí)參與心肌細(xì)胞鈉鈣交換,在調(diào)節(jié)鈣離子濃度、維持鈣離子穩(wěn)態(tài)中起重要作用。心房肌細(xì)胞跨膜離子流改變是心房電重構(gòu)基礎(chǔ),而SLC8A1能調(diào)節(jié)鈉鈣交換,說(shuō)明其與電重構(gòu)關(guān)系密切。Sano等[8]在SLC8A1敲除小鼠中證實(shí)了其對(duì)竇房結(jié)、心房和房室結(jié)傳導(dǎo)的調(diào)節(jié)作用。Ashrafi等[9]研究發(fā)現(xiàn),SLC8A1參與了2型糖尿病致心律失?;蛑厮?,導(dǎo)致動(dòng)作電位持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng),鈉鈣交換電流增加,促進(jìn)了心律失常發(fā)生。Kim等[10]研究發(fā)現(xiàn),SLC8A1中的常見(jiàn)變體與心電圖QT間期的持續(xù)時(shí)間相關(guān),而心電圖QT間隔的延長(zhǎng),容易誘發(fā)心律失常。據(jù)此推斷l(xiāng)ncRNA ENST00000523617.5可能通過(guò)調(diào)控其共表達(dá)mRNA SLC8A1參與心房顫動(dòng)電重構(gòu)調(diào)控。

本研究通過(guò)與差異顯著lncRNAs共表達(dá)的mRNAs進(jìn)行GO分析,GO分析能夠體現(xiàn)差異基因在細(xì)胞中的位置、參與的生物過(guò)程及分子功能。GO分析結(jié)果顯示,靶向mRNA參與了細(xì)胞內(nèi)代謝、轉(zhuǎn)運(yùn)、電子鏈傳遞、生物發(fā)生等生物過(guò)程;參與了細(xì)胞器、細(xì)胞質(zhì)等組成;參與了蛋白結(jié)合、RNA結(jié)合、氧化還原酶活性、催化活性等分子功能。而細(xì)胞內(nèi)代謝、電子鏈傳遞、轉(zhuǎn)運(yùn)、氧化還原等這些生物學(xué)作用和功能均與心房顫動(dòng)病理生理密不可分。在慢性缺氧和心力衰竭期間,心臟代謝從脂肪酸轉(zhuǎn)化為葡萄糖的利用[11]。這表明代謝相關(guān)過(guò)程在心臟維持生理功能及疾病發(fā)生發(fā)展中有著重要的作用。但這些過(guò)程的改變?cè)谛姆款潉?dòng)發(fā)生、發(fā)展進(jìn)程中具體作用機(jī)制尚不清楚。初步推測(cè)心肌細(xì)胞能量代謝紊亂,可能影響線粒體功能、高能磷酸鹽代謝及底物利用等,繼而與心房纖顫有關(guān)。

通過(guò)KEGG通路顯著性富集能確定特定基因參與的最主要生化代謝途徑和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑?;蚋患腒EGG通路分析顯示,LNC_003618-CACNA2D2被富集到與心房顫動(dòng)相關(guān)的通路有代謝途徑、心肌收縮、心肌細(xì)胞腎上腺素能信號(hào)傳導(dǎo)、MAPK信號(hào)通路。ENST00000523617.5-SLC8A1被富集到與心房顫動(dòng)相關(guān)的通路有代謝途徑、心肌收縮、cGMP-PKG信號(hào)通路、鈣信號(hào)通路。

心房顫動(dòng)與代謝途徑、心肌收縮密切相關(guān)。黃從新等[12]研究發(fā)現(xiàn),許多代謝性疾病,如高血壓、糖尿病等都可誘發(fā)心房顫動(dòng)。Brandenburg等[13]研究發(fā)現(xiàn),心率過(guò)快或心律失常持續(xù)存在,會(huì)使房室心肌細(xì)胞代謝負(fù)擔(dān)急劇增加,影響能量代謝,導(dǎo)致不良蛋白的修飾,如活性氧(ROS)自由基過(guò)度產(chǎn)生等。Pizzetti等[14]研究顯示,心肌梗死后會(huì)導(dǎo)致心肌收縮能力下降,易誘發(fā)心力衰竭,致心房心室發(fā)生重構(gòu),增加心房顫動(dòng)易感性。而LNC_003618-CACNA2D2、ENST00000523617.5-SLC8A1兩個(gè)關(guān)聯(lián)對(duì)經(jīng)過(guò)KEGG通路富集分析顯示與代謝途徑、心肌收縮相關(guān),而本研究GO富集分析也得到了相似結(jié)果。

KEGG通路富集結(jié)果中LNC_003618-CACNA2D2在心肌細(xì)胞腎上腺素能信號(hào)傳導(dǎo)、MAPK信號(hào)通路2條通路中也被富集。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),這兩條通路也和心房顫動(dòng)發(fā)生有著密切關(guān)系。RAS系統(tǒng)失調(diào)會(huì)增加心房顫動(dòng)易感性。RAS系統(tǒng)在高血壓和心力衰竭中的激活通過(guò)血管緊張素Ⅱ?qū)е伦蠓繅荷?,增加的壓力?huì)導(dǎo)致左心房擴(kuò)張,導(dǎo)致離子通道的改變,這是電重構(gòu)的特點(diǎn)[15]。而RAS的持續(xù)激活也會(huì)導(dǎo)致心肌組織中血管緊張素轉(zhuǎn)換酶(ACE)水平升高,引發(fā)炎癥和纖維化,或結(jié)構(gòu)重塑[15]。MAPK信號(hào)通路可能與離子通道改變或電重構(gòu)相關(guān)。Cheng等[16]研究顯示,MAPK途徑可能在L型鈣通道開(kāi)放中起重要作用,并且MAPK分子表達(dá)的改變可能會(huì)影響離子通道的表達(dá)和重塑,增加了心房顫動(dòng)易感性。以上研究表明,心肌細(xì)胞腎上腺素能信號(hào)傳導(dǎo)、MAPK信號(hào)通路與心房顫動(dòng)相關(guān),而 LNC_003618-CANCA2D2也與這兩條通路相關(guān),提示LNC_003618-CANCA2D2可能參與這兩條通路介導(dǎo)心房顫動(dòng)發(fā)生。

KEGG通路富集結(jié)果中ENST00000523617.5-SLC8A1被富集到了cGMP-PKG信號(hào)通路、鈣信號(hào)通路兩條通路。cGMP是細(xì)胞內(nèi)重要的第二信使,Guo等[17]報(bào)道了SLC8A1可通過(guò)激活cGMP-PKG信號(hào)通路來(lái)預(yù)防心肌損傷。但是SLC8A1是否能通過(guò)cGMP-PKG信號(hào)通路介導(dǎo)心房顫動(dòng)發(fā)生尚不清楚,仍需要做進(jìn)一步研究。鈣信號(hào)通路與心房顫動(dòng)相關(guān),2016年Husser等[18]通過(guò)KEGG分析確定了鈣信號(hào)通路是左房直徑(LAD)、低電壓區(qū)(LVA)和心房顫動(dòng)類(lèi)型的共同途徑,且全基因組關(guān)聯(lián)分析(GWAS)確定了該途徑中存在與LAD、LVA和心房顫動(dòng)類(lèi)型均相關(guān)的39個(gè)基因,其中就有SLC8A1。而鈣信號(hào)異常與心房纖維化有關(guān),后者是心房顫動(dòng)維持和進(jìn)展的主要驅(qū)動(dòng)因素[19-20]。表明ENST00000523617.5-SLC8A1可能通過(guò)cGMP-PKG信號(hào)通路、鈣信號(hào)通路調(diào)控心房顫動(dòng)發(fā)生。

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(收稿日期:2022-10-10)

(本文編輯郭懷?。?/p>

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