研究背景

? ? ? 心房顫動(房顫)是一種全球流行的心律失常，其發(fā)病率、致殘率和死亡率均呈上升趨勢。房顫的發(fā)病機制包括電重構、結構重構、自主神經(jīng)功能障礙和氧化應激等不同的病理生理機制，新研究發(fā)現(xiàn)自身免疫性疾病是房顫發(fā)生的原因之一。
? ? ? 自身抗體是適應性免疫系統(tǒng)在病理條件下對抗自身免疫的副產(chǎn)物。β1-腎上腺素能受體自身抗體(β1-AAb)是心血管系統(tǒng)中的自身抗體，靶向β1-腎上腺素能受體(β1AR)的第二個細胞外環(huán)的功能域，并調節(jié)這些受體的活性。基礎實驗中大量證據(jù)支持β1-AAbs促進多種不良心臟表型（包括細胞凋亡、自噬和電生理易損性）出現(xiàn)，增加心律失常易感性。然而，β1-AAbs參與AF的確切病理生理和分子機制仍不清楚。
? ? ? 研究顯示：肌漿網(wǎng)（SR）中的Ca2+釋放部分是由腎上腺素能信號傳導決定的，這是由于磷酸化修飾的ryanodine受體(RyR2)功能的增加。與異丙腎上腺素(ISO)相比，β1-AAb在心肌肥厚中產(chǎn)生更長的受體激活效應。在HL-1細胞中，β1-AAb介導的β1-AR脫敏依賴于其對受體內吞骨架蛋白（β-arrestin1/2）的限制，這意味著β1-AAb可能是心律失常中β1-AR信號通路的獨特驅動者，但β1-AAb的調控與Ca2+處理之間的關系目前尚不清楚。
? ? ? 基于此，新疆醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院湯寶鵬教授團隊進行了深入研究，并在《Clinical Science》發(fā)表了題目為：Increased β1-adrenergic receptor antibody confers a vulnerable substrate for atrial fibrillation via mediating Ca2+?mishandling and atrial fibrosis in active immunization rabbit models的相關研究論文。旨在探討β1-AAb在主動免疫兔模型中房顫底物形成和心房重構中的作用及其潛在的分子機制。

研究方法

1. 主動免疫法構建兔自身抗體增高模型。

2. 采用有創(chuàng)電生理檢查和體外光學標測技術（Optical Mapping）評估電生理參數(shù)和鈣處理性能的變化。

3. 采用磷酸化蛋白質組學和分子生物學相結合的方法研究β1-AAbs誘導心房重構的潛在機制。

4. 外源性β1-AAbs處理于體外水平再次確認β1-AAbs誘導的HL-1細胞和心房成纖維細胞的房顫易感表型。

研究結論

? ? ? 抑制β1-AAbs通過改善心房Ca2+處理異常和心房纖維化有效保護心房易損基質，可預防自身免疫性相關房顫。

關鍵詞

房顫；自身免疫；鈣處理；光學標測；β1腎上腺素能受體抗體

研究結果

1.?β1-AAb降低心房電穩(wěn)定性，增加房顫易感性

? ? ? 系統(tǒng)β1-AAb滴度和心房cAMP含量可證實主動免疫模型造模成功。第一次接種β1AR-ECL2后，免疫組和治療組β1-AAb濃度在第2周至第8周與對照組相比持續(xù)升高。同時，免疫組和比索洛爾組cAMP水平較高，支持β1-AAb誘導的β1ar激活效應。無創(chuàng)ECG監(jiān)測顯示，與對照組或比索洛爾組相比，β1-AAb組心率和P波離散顯著增加。

? ? ? 測定心內膜電生理參數(shù)，評價β1-AAb刺激下心房電穩(wěn)定性。β1-AAb縮短了主動免疫反應兔的AERP并增加房顫WOV，通過阻斷β1AR逆轉了這兩種情況。β1-AAb組在高頻起搏誘導下的AF發(fā)生率顯著提高，AF持續(xù)時間也顯著延長，而比索洛爾通過降低房顫易感性發(fā)揮抗心律失常的作用。

2.?β1-AAb促進心房擴大和心房纖維化

? ? ? 超聲心動圖顯示β1AR-ECL2組的家兔心房明顯增大，LAD和RAD增加。與β1-AAb組的心房大小相比，比索洛爾在一定程度上阻止了心房結構重塑，尤其是右心房。此外，β1-AAb損害心功能，促進心室結構改變，包括LVEDd、LVEDs擴大，LVEF降低。Pearson線性分析顯示，第8周β1-AAb滴度與LAD、RAD呈正相關。組織學研究顯示心房重構的病理改變。? ? ? ??

? ? ? Masson三色染色顯示β1-AAb組左心房細胞外基質大量堆積，膠原沉積，而比索洛爾組減少。同時，總膠原蛋白面積與第8周β1-AAb滴度呈正相關。上述證據(jù)預示著抑制β1-AAb對心功能不全、心房擴張和心房纖維化有改善作用。

3.?通過體外光學標測實驗證明β1-AAb導致動作電位時程改變

? ? ? 選擇了四個不同位點記錄AP的復極化。與對照組相比，β1-AAb組APD延長始于復極至20%處，而比索洛爾組APD80和APD90復極較β1-AAb組有明顯降低。與另兩組相比，β1-AAb增加APD的空間異質和變異系數(shù)（COV）。與對照組相比，比索洛爾在一定程度上使β1-AAb在竇性心律條件下達峰時間顯著延遲，傳導異質性增加。

4.?β1-AAb在心房整體水平促進CaD改變

? ? ? 在正常情況下，Ca2+瞬變受細胞內鈣信號的調控。CaD的不同復極化階段揭示了內源性Ca2+動態(tài)調節(jié)不同階段（包括啟動、瞬變和衰減）中所花費的時間。β1-AAb促進CaD從CaD20延長到CaD90，而對照組和治療組之間除CaD70外，CaD無明顯差異。此外，比索洛爾有效地緩解了空間差異和β1-AAb引起的CaD的COV。與β1-AAb組相比，比索洛爾可有效縮短延遲的激活時間，降低CV異質性值。

5.?β1-AAb阻礙心房傳導特性

? ? ? 使用S1-S2刺激進行體外光學標測的AERP測量。β1-AAb組AERP降低，但比索洛爾治療部分緩解，與心內膜電生理結果相似。此外，在連續(xù)8次S1刺激時同時測量心房傳導速度。與對照組相比，β1-AAb改變CV，加重多向傳導和異位活動。定量結果表明，與β1-AAb組相比，比索洛爾有效地恢復了CV。β1-AAb處理后的CV異質性大于其他各組。

6.?β1-AAb延長Ca2+瞬變不應期

? ? ? S1刺激誘發(fā)了細胞內Ca2+釋放。額外的S2刺激可以使下一個Ca2+瞬態(tài)在正常狀態(tài)下達到相當大的振幅。當S1脈沖誘導細胞內Ca2+瞬變時，S2誘導的CaT與之前S1誘導的CaT的比值被確定為CaT不應期，也稱為RyR2不應期。圖中展示了S1刺激與最終S2刺激吻合后的CaT軌跡。熱圖顯示了四個區(qū)域的RyR2不應期隨S1-S2區(qū)間遞減的空間差異。β1-AAb組CaT恢復比的空間異質性明顯高于其他各組。與β1-AAb組相比，比索洛爾在不同的S2區(qū)間顯著提高了CaT的恢復，但無法將其恢復到對照組水平。β1-AAb組CaT的COV高于對照組或治療組，表明Ca2+釋放恢復能力存在顯著的區(qū)域異質性。

7.?β1-AAb增強致心律失常性的心房交替和折返
? ? ? 采用S1-S1刺激記錄心房交替。β1-AAb組房顫誘導率和持續(xù)時間增加，但比索洛爾給藥減輕了這一影響。心房APD交替和CaT交替比值反映了復極離散和區(qū)域內每搏奪獲下的Ca2+處理的異質?？臻g不協(xié)調模式(SDA)表現(xiàn)為不同區(qū)域間的復極化離散。β1-AAb組SDA發(fā)生率升高，比索洛爾治療降低SDA發(fā)生率。

? ? ? 此外，同時監(jiān)測整體水平的心房交替。與對照組和比索洛爾組相比，β1-AAb加重了單一區(qū)域內的APD交替，增加了致心律失常的CaT交替比率，且相位記錄為交替和折返現(xiàn)象的耦合提供了直接證據(jù)。

10.?β1-AAb誘導心房Ca2+處理異常的潛在機制
? ? ? 在經(jīng)典范式中，β1-AR信號通路的信號轉導依賴于上游激酶對底物的磷酸化。本研究進行了磷酸化蛋白質組學研究，以探索主動免疫模型背后的重要生物學方向。

11.?外源性β1-AAb干預誘導HL-1細胞和心房成纖維細胞出現(xiàn)心律失常傾向的細胞表型
? ? ? 外源性β1-AAb干預48小時后，HL-1細胞CaMKII和RyR2明顯激活，但阻斷β1-AR阻止了這種正向調控。三組間SERCA2α表達差異無統(tǒng)計學意義。比索洛爾消除了β1-AAb誘導的PLB鈍化。此外，β1-AAb通過增加α平滑肌肌動蛋白(α-SMA)和膠原蛋白1 (Col 1)的表達，促進了心房成纖維細胞向肌成纖維細胞的表型轉化，而比洛爾在一定程度上消除了這種表型轉化。

原文鏈接

Increased β1-adrenergic receptor antibody confers a vulnerable substrate for atrial fibrillation via mediating Ca2+ mishandling and atrial fibrosis in active immunization rabbit models - PubMed (nih.gov)