蛋白激酶B-糖原合成激酶3β信号通路与瓣膜病心房纤颤发生的关系

作     者：董鑫 

作者单位：山东大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王建春

授予年度：2017年

学科分类：1002[医学-临床医学] 100201[医学-内科学(含：心血管病、血液病、呼吸系病、消化系病、内分泌与代谢病、肾病、风湿病、传染病)] 10[医学] 

主      题：心房纤颤 钙调神经磷酸酶 蛋白激酶B 糖原合成激酶3β 

摘      要：研究背景随着我国人口结构老龄化,心房纤颤(atrial fibrillation,AF)的发生率逐渐提高。瓣膜性心脏病伴发房颤时,栓塞和心衰的风险成倍增加,成为家庭和社会巨大的医疗负担。目前关于房颤的发生有很多假说,比如心肌结构重塑,局灶冲动连续发放,多发折返环,以及离子通道电流失常等等。但是,准确的发病机制仍未完全清楚。近年来,钙调神经磷酸酶(Calcineurin,CaN)因在心肌肥厚中发挥重要作用备受关注。CaN是一种Ca2+/钙调蛋白依赖的蛋白磷酸酶,可将细胞浆中的活化T细胞核因子(Nuclear Factor of Activated T-cells,NFAT)去磷酸化从而使其激活,活化的NFAT转入细胞核,启动心肌肥厚基因的表达。与此作用相反的是,糖原合成激酶3β(glycogen synthase kinase 3β,GSK3β)又可将NFAT磷酸化使其失活,促进NFAT转出细胞核,中断肥厚基因表达。蛋白激酶B(Protein kinase B,Akt/PKB)是GSK3β上游一个强有力的调节因子,当Akt第473位丝氨酸(Ser-473)被磷酸化,转变成活化形式p-Akt,p-Akt可将GSK3β位于N端的第9位丝氨酸(Ser-9)磷酸化,使其转变成无活性的p-GSK3β。最近,有研究表明CaN-NFAT通路参与了房颤的发生。基于CaN-NFAT通路和GSK3β-NFAT通路在心肌肥厚过程中的交叉关系,我们推测直接影响NFAT活性的Akt-GSK3β通路也可能参与了房颤的发生过程。然而,关于瓣膜性房颤中Akt-GSK3β信号通路的研究数据有限,尤其是人类中更少。因此,设计这个实验用来探究Akt-GSK3β信号通路是否参与人类瓣膜性房颤的发生。研究目的探讨Akt-GSK3β信号通路与瓣膜性房颤发生的关系。研究方法研究对象包括42名接受心脏换瓣手术的成人瓣膜病患者,按患者的心律状况分为2组:心房纤颤组(n=18),窦性心律组(n=24),手术前收集患者的一般资料及辅助检查的数据。通过蛋白免疫印迹法检测患者左心房心肌组织中钙调神经磷酸酶(CaN),总蛋白激酶B(total Akt),磷酸化蛋白激酶B(p-Akt),总糖原合成激酶3β(total GSK3β)和磷酸化糖原合成激酶3β(p-GSK3β)的蛋白表达水平,以磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH)为内参,所得条带灰度值的比值作为以上蛋白表达的相对含量。研究结果1.临床特征方面的分析:两组病人在性别、年龄、血压、BMI等方面,未见统计学差异(P均0.05);但房颤组病人的心率、BNP明显高于窦律组,其差异具有统计学意义(P均0.05)。3.心功能方面的分析:房颤组病人的心功能较窦律组差,具体表现在左心室射血分数偏低,其差异具有统计学意义(P0.05)。4.两组样本中Akt-GSK3β及CaN蛋白表达情况分析:以GAPDH为参照,房颤组活化形式的p-Akt、非活化形式的p-GSK3β及总GSK3β蛋白表达水平均高于窦性心律组(p-Akt 1.027±0.126 vs 0.729±0.113,P0.001;p-GSK3β0.802±0.116 vs 0.482±0.076,P0.001;total GSK3β 1.047±0.162 vs 0.703±0.109,P0.001),其差异具有统计学意义,提示房颤心房肌活化形式的p-Akt蛋白表达增加,使GSK3β变成失活形式的p-GSK3β增加,从而使NFAT从细胞核转出核外的作用减弱,促进了房颤的发生。此外,两组样本之间总Akt(1.074±0.089 vs 1.028±0.0945,P=0.124)的蛋白表达水平未见统计学差异。房颤组中CaN(1.097±0.153 vs 0.919±0.142,P0.001)的蛋白表达水平高于窦律组。研究结论蛋白激酶B-糖原合成激酶3β信号通路参与了瓣膜性房颤的发生。