阿爾茨海默?。ˋD）是一種神經(jīng)退行性疾病，主要表現(xiàn)為認知障礙和記憶喪失。AD的病理學特征之一是β-淀粉樣蛋白（Aβ）的沉積，該蛋白質(zhì)的沉積會導(dǎo)致神經(jīng)元死亡和突觸損傷。除了影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)外，Aβ沉積還可能影響心血管系統(tǒng)，尤其是對心房功能影響。

心房顫動（AF）是最常見的心律失常之一，表現(xiàn)為心房不應(yīng)期縮短和傳導(dǎo)異常，可能與神經(jīng)調(diào)節(jié)異常和心肌纖維化有關(guān)。α7nAChR是一種響應(yīng)乙酰膽堿的受體，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中發(fā)揮調(diào)節(jié)記憶和認知功能的關(guān)鍵作用。研究表明，Aβ不僅是APP代謝的“垃圾”產(chǎn)物，還是一種能激活α7nAChR并通過顯著增加Ca2+釋放神經(jīng)遞質(zhì)以增強突觸可塑性的肽。最近的研究表明，α7nAChR的激活可通過CaMKII/ERK/p38 MAPK通路誘導(dǎo)心肌細胞凋亡和炎癥，而garcinol可抑制該過程。然而，Aβ是否會影響心肌細胞中的α7nAChR，以及Aβ-α7nAChR對AF的影響仍不清楚。

基于此，北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院心血管外科王輝山教授團隊在《Redox Biology》雜志上發(fā)表了題目為：Diminished α7 nicotinic acetylcholine receptor (α7nAChR) rescues amyloid-βinduced atrial remodeling by oxi-CaMKII/MAPK/AP-1 axis-mediated mitochondrial oxidative stress的相關(guān)研究論文。

此次研究中涉及多種檢測技術(shù)，其中采用了體外電標測技術(shù)（Electrical Mapping）在小鼠心房記錄了傳導(dǎo)速度、傳導(dǎo)離散度變化等，表明了抑制α7nAChR有助于改善電重構(gòu)。

研究結(jié)果：

1.在體外實驗中，α-BTX可阻止Aβ長期誘導(dǎo)的心肌細胞死亡。

該研究探討了Aβ對心肌細胞死亡的影響以及α7nAChR在其中的作用機制。α-BTX為α7nAChR的拮抗劑，實驗結(jié)果顯示：

（1)?在24小時內(nèi)，5 μM到50?μM的Aβ處理對細胞活力沒有顯著影響。

（2)?在72小時處理后，20?μM和50?μM的Aβ誘導(dǎo)的細胞毒性顯著增加，α-BTX可以逆轉(zhuǎn)Aβ誘導(dǎo)的細胞毒性。

（3)?同時，α-BTX可以下調(diào)Aβ處理后HL-1細胞中α7nAChR的表達，并減少Aβ誘導(dǎo)的細胞凋亡。

（4)?α-BTX可以減輕Aβ誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激和線粒體功能障礙。

這些結(jié)果表明α7nAChR在Aβ誘導(dǎo)的心肌細胞毒性和凋亡中發(fā)揮了重要作用。

2.α-BTX抑制α7nAChR可以減輕Aβ在體外誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激和線粒體功能障礙。

結(jié)果顯示，Aβ處理可引起氧化應(yīng)激損傷和線粒體功能異常，導(dǎo)致線粒體膜電位降低、mPTP開放和ATP生成下降，而α-BTX可以抑制這些效應(yīng)，改善線粒體形態(tài)和ATP生成。這些結(jié)果表明，α-BTX通過抑制α7nAChR對Aβ誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激和線粒體功能異常具有保護作用。

3.α-BTX抑制了Aβ誘導(dǎo)的體外線粒體鈣處理異常和CaMKII表達。

用熒光探針檢測細胞內(nèi)Ca2+水平發(fā)現(xiàn)：Aβ組MFI顯著高于對照組、α-BTX組和Aβ+α-BTX組，證明Aβ會導(dǎo)致細胞內(nèi)Ca2+水平升高。

通過Western blotting分析發(fā)現(xiàn)Aβ組NCX1、Serca2和RYR2的表達水平明顯高于其他三組，同時發(fā)現(xiàn)Aβ處理導(dǎo)致了更高效的Ca2+攝取，α-BTX能夠抑制其作用。

進一步的實驗發(fā)現(xiàn)Aβ處理會導(dǎo)致線粒體內(nèi)Ca2+含量增加，α-BTX能夠抑制這種現(xiàn)象，表明Aβ會導(dǎo)致線粒體內(nèi)Ca2+超載，并且α-BTX能夠通過調(diào)節(jié)MCU和CaMKII來預(yù)防這一過程。

這些結(jié)果表明，Aβ會導(dǎo)致Ca2+過載，而α-BTX能夠通過調(diào)節(jié)線粒體內(nèi)的CaMKII和MCU來防止這種過程的發(fā)生。

4. α-BTX通過調(diào)節(jié)oxi-CaMKII的活性和表達，達到對Aβ誘導(dǎo)的MAPK信號通路的保護作用。

研究了α7nAChR在Aβ介導(dǎo)的HL-1細胞體外機制中的作用。結(jié)果表明，α-BTX顯著抑制了Aβ誘導(dǎo)的CaMKII氧化/總CaMKII比值的升高，進一步證明了氧化的CaMKII在Aβ-α7nAChR對HL-1細胞的影響中的重要作用。

研究發(fā)現(xiàn)Aβ明顯增加了p-p38/p38和p-Erk/Erk，這些可以通過α-BTX下調(diào)。進一步的實驗發(fā)現(xiàn)，CaMKII在Aβ-α7nAChR機制中發(fā)揮了重要的作用，并且氧化的CaMKII直接促進了Aβ-α7nAChR在HL-1細胞中的效應(yīng)。此外，p38和Erk的激活也參與了氧化性應(yīng)激的誘導(dǎo)以及線粒體損傷的過程。

5. 將α7nAChR基因在心肌細胞中進行沉默處理，可以減輕老化的APP/PS1小鼠心臟的結(jié)構(gòu)改變。

為了確認Aβ-α7nAChR在心房功能不全中的作用，研究使用APP/PS1小鼠來確認Aβ對心房重構(gòu)的影響。首先，研究了WT和APP/PS1小鼠心房中Aβ和α7nAChR的表達，在3、6和12個月的小鼠中，隨著小鼠的年齡增長，WT和APP/PS1小鼠的α7nAChR表達逐漸增加。與12個月的WT小鼠相比，APP/PS1小鼠的α7nAChR和Aβ表達水平顯著增加，表明Aβ沉積對α7nAChR的影響可能是一個與衰老相關(guān)的長期過程。此外，12個月大的WT和APP/PS1小鼠被選擇進行后續(xù)的實驗。研究發(fā)現(xiàn)，AAV-Chrna7能夠成功減少APP/PS1小鼠心房中α7nAChR的表達，但無法影響Aβ的表達。最終，通過心臟超聲檢查和結(jié)構(gòu)重構(gòu)分析，發(fā)現(xiàn)通過AAV-Chrna7靶向沉默心肌細胞中的α7nAChR可以預(yù)防APP/PS1突變引起的心房結(jié)構(gòu)重構(gòu)。

6. 沉默α7nAChR阻斷了APP/PS1小鼠房顫易感性和心房電異常。

為了評估房顫易感性，我們進行了經(jīng)靜脈刺激以誘導(dǎo)房顫的實驗。與WT + AAV-CON (1/10)和WT + AAV-Chrna7 (1/10)組相比，APP/PS1+AAV-CON組的小鼠表現(xiàn)出更高的房顫發(fā)生率。而沉默α7nAChR可減輕這種情況。此外，我們用nicotine和α-BTX進行了心臟灌注實驗，發(fā)現(xiàn)nicotine能顯著降低WT的心房傳導(dǎo)速度，但不會對APP/PS1小鼠的心房傳導(dǎo)速度產(chǎn)生顯著影響。然而，α-BTX在兩種小鼠中都導(dǎo)致了心房傳導(dǎo)速度的增加。此外，我們發(fā)現(xiàn)在APP/PS1組中出現(xiàn)了異位搏動，而α-BTX可以抑制nicotine誘導(dǎo)的計算離散度的增加。這些結(jié)果表明，抑制α7nAChR有助于改善電重構(gòu)，并減少APP/PS1小鼠的房顫發(fā)展。

7. 沉默α7nAChR可抑制APP/PS1小鼠中的氧化應(yīng)激損傷、細胞凋亡和炎癥，同時降低CaMKII氧化和MAPK/AP-1信號通路的表達。

評估了AAV-Chrna7對WT和APP/PS1小鼠氧化應(yīng)激、細胞凋亡和炎癥的影響。結(jié)果表明，AAV-Chrna7顯著減輕了APP/PS1突變引起的線粒體氧化損傷，減少了MitoSOX-Red熒光強度；同時，APP/PS1小鼠的TUNEL熒光強度增加，但這一現(xiàn)象可以被AAV-Chrna7逆轉(zhuǎn)；測量心房炎癥因子顯示，APP/PS1+AAV-CON組的TNF-α、IL-1、IL-6和IL-10水平比WT + AAV-CON和WT + AAV-Chrna7組高，但AAV-Chrna7可以逆轉(zhuǎn)這些因子，除了IL-10。此外，通過檢測CaMKII和相關(guān)MAPK的關(guān)鍵蛋白表達，證明AAV-Chrna7治療抑制了APP/PS1突變引起的oxi-CaMKII/CaMKII、p-p38/p38、p-Erk/Erk、c-Fos和c-Jun的上調(diào)?？傊?，這些結(jié)果表明，沉默心肌細胞的α7nAChR通過下調(diào)CaMKII和MAPK/AP-1信號通路的活性和表達，抑制了APP/PS1突變引起的氧化應(yīng)激、細胞凋亡和炎癥。

結(jié)論：

研究表明心房肌細胞的α7nAChR降低能夠?qū)功碌矸蹣拥鞍渍T導(dǎo)的線粒體氧化應(yīng)激和心房重構(gòu)，并且這個保護作用是通過CaMKII/MAPK/AP-1信號通路介導(dǎo)的。這項研究首次明確了阿爾茨海默病和房顫之間存在著固有的聯(lián)系，并提出了靶向α7nAChR來闡明β淀粉樣蛋白在心臟功能障礙中的潛在作用的新觀點，這一研究為心房病理性重構(gòu)的治療提供了新的思路。