苦參堿抑制Wnt3a/β-Catenin信號通路減輕壓力超負(fù)荷誘導(dǎo)心房重構(gòu)研究

心房顫動（AF）發(fā)病率逐年上升，流行病學(xué)研究已證實AF與高血壓、糖尿病和心力衰竭（HF）等因素密切相關(guān)。AF的發(fā)生與心房結(jié)構(gòu)和電生理重構(gòu)存在復(fù)雜關(guān)聯(lián)。臨床研究顯示，持續(xù)性房顫患者左房壓力升高導(dǎo)致結(jié)構(gòu)重構(gòu)，增加治療難度，然而針對壓力超負(fù)荷相關(guān)房顫的治療方法有限。

Wnt信號通路分為經(jīng)典途徑（依賴β- Catenin）以及非經(jīng)典途徑（包括鈣依賴（Wnt/Ca²⁺）和平面細(xì)胞極性（Wnt/PCP）通路）。正常心臟中 Wnt信號靜止，心臟損傷重構(gòu)時激活，可促進纖維化、炎癥，與TGF-β、NF-κB有協(xié)同或串?dāng)_作用。Wnt3a蛋白是Wnt家族中典型信號分子，Wnt3a/β- Catenin通路影響心房成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化，但其在壓力超負(fù)荷相關(guān)房顫中的具體作用尚不明確。

苦參堿（MAT，C15H24N2O）是從傳統(tǒng)中藥苦參根中提取的一種重要喹嗪啶生物堿。研究表明，MAT具有抗炎、抗纖維化和抗氧化特性，可幫助預(yù)防和治療多種心血管疾病 。然而，MAT對壓力超負(fù)荷相關(guān)心房重構(gòu)及房顫進展的影響仍有待闡明。

基于此，北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院王輝山教授團隊在Journal of Cellular and Molecular Medicine雜志上發(fā)表文章“Matrine Inhibits the Wnt3a/β-Catenin Signalling to Attenuate Pressure Overload-Induced Atrial Remodelling and Vulnerability to Atrial Fibrillation”相關(guān)文獻(xiàn)。

研究結(jié)果：

1. 生物信息學(xué)分析與臨床證據(jù)揭示經(jīng)典Wnt信號通路可能參與心房顫動的發(fā)病機制
研究通過小鼠心房組織RNA測序和GO分析，發(fā)現(xiàn)556個差異基因，上調(diào)基因富集于細(xì)胞外基質(zhì)組織和經(jīng)典Wnt信號通路調(diào)控等。結(jié)合人類右心耳組織驗證，發(fā)現(xiàn)Wnt3a及下游信號分子表達(dá)上調(diào)。這提示細(xì)胞外基質(zhì)異常、炎癥反應(yīng)及經(jīng)典 Wnt通路調(diào)控異�？赡軈⑴cTAC手術(shù)相關(guān)房顫，Wnt3a介導(dǎo)的經(jīng)典Wnt通路在TAC誘導(dǎo)的心房損傷中起作用。

圖1 在診斷為心房顫動（AF）患者的心房組織中，Wnt3a/β- Catenin信號通路的激活

2. MAT改善了壓力超負(fù)荷誘導(dǎo)的小鼠心功能不全、心房擴張和心房纖維化
研究通過超聲心動圖、Masson染色及蛋白表達(dá)檢測，評估MAT對TAC損傷小鼠的影響。結(jié)果顯示，MAT可緩解TAC誘導(dǎo)的心臟增大和心功能受損，顯著減少心房纖維化且呈劑量依賴性，同時降低COL1A1、COL3A1和α-SMA等纖維化相關(guān)蛋白表達(dá)。表明MAT對TAC誘導(dǎo)的小鼠心功能不全和心房重構(gòu)有顯著抑制作用。

圖2 MAT改善由主動脈弓縮窄模型（TAC）誘導(dǎo)的心房重構(gòu)及減輕組織纖維化的潛力

3. MAT減輕了壓力超負(fù)荷誘導(dǎo)的小鼠心房電重構(gòu)及連接蛋白重構(gòu)
隨后，應(yīng)用多通道電生理標(biāo)測技術(shù)研究了MAT對TAC誘導(dǎo)的小鼠模型中心房電重構(gòu)的影響。結(jié)果表明，在TAC組中，心房顫動（AF）易感性顯著增強，且AF發(fā)作持續(xù)時間明顯延長。然而，MAT干預(yù)后，AF的發(fā)生率和持續(xù)時間均顯著降低。此外，與假手術(shù)組相比，TAC組的心房電傳導(dǎo)速度降低、傳導(dǎo)異質(zhì)性增強且異質(zhì)性指數(shù)升高。值得注意的是，MAT給藥改善了心房電傳導(dǎo)速度和均勻性指數(shù)。連接蛋白是維持心肌細(xì)胞電生理功能的關(guān)鍵縫隙連接通道，通過Western blot分析和免疫熒光染色檢測心房組織中Cx40和Cx43水平，發(fā)現(xiàn)MAT干預(yù)后連接蛋白表達(dá)增加，尤其是高濃度組。這些發(fā)現(xiàn)表明，TAC誘導(dǎo)的心房電重構(gòu)會增加AF易感性，而MAT可減輕這種重構(gòu)并降低AF易感性。

圖3 MAT改善主動脈弓縮窄模型（TAC）誘導(dǎo)的心房重構(gòu)的潛力

4. MAT有效抑制Wnt3a/β- Catenin信號通路，減輕心房炎癥并緩解心房纖維化
研究通過篩選PPI網(wǎng)絡(luò)確定MAT治療房顫的8個核心靶點，其中GSK3β是Wnt3a/β- Catenin通路關(guān)鍵負(fù)調(diào)控因子。RNA測序和GO分析顯示MAT富集于Wnt通路負(fù)調(diào)控等過程。Western blot和免疫熒光證實TAC組Wnt3a/β- Catenin通路激活，而MAT呈劑量依賴性抑制該通路，并逆轉(zhuǎn)TAC誘導(dǎo)的TGF-β、炎癥因子等表達(dá)升高。表明MAT可能通過抑制Wnt3a/β- Catenin通路調(diào)節(jié)心房纖維化和炎癥。

圖4 MAT給藥對主動脈弓縮窄模型（TAC）小鼠Wnt3a/β- Catenin信號通路及心房炎癥和纖維化的影響

5. β- Catenin信號通路的激活可削弱MAT對心房結(jié)構(gòu)的保護作用
為探究MAT保護機制，用SKL2001激活β- Catenin。結(jié)果顯示，與TAC+MAT組相比，TAC+MAT+SKL2001組小鼠心功能受損、心房擴大，心房纖維化水平及COL1A1、COL3A1和α-SMA等纖維化標(biāo)志物表達(dá)升高。表明SKL2001逆轉(zhuǎn)了MAT的保護作用，證實MAT對TAC小鼠心房重構(gòu)和心功能的保護與抑制Wnt3a/β- Catenin信號通路相關(guān)。

圖5 β- Catenin的激活可逆轉(zhuǎn)MAT對TAC小鼠心房重構(gòu)的有益作用

6. β- Catenin信號通路的激活削弱了MAT對心房電信號傳導(dǎo)的保護作用
接下來，研究了五組小鼠對心房顫動（AF）的易感性。結(jié)果顯示，SKL2001干預(yù)消除了MAT對AF易感性的抑制作用，與TAC+MAT組相比，TAC+MAT+SKL2001組的AF易感性顯著增加且AF持續(xù)時間延長。同時，利用多通道電生理標(biāo)測技術(shù)檢測心房電信號傳導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)MAT可抑制TAC誘導(dǎo)的心房電重構(gòu)，而SKL2001給藥后，抵消MAT的改善效果。此外，Western blot分析顯示，SKL2001消除了MAT對縫隙連接通道的保護作用。這些發(fā)現(xiàn)表明，Wnt3a/β- Catenin信號傳導(dǎo)與MAT對心房重構(gòu)的抑制作用相關(guān)。

圖6 β- Catenin的激活可逆轉(zhuǎn)MAT對TAC小鼠心房電重構(gòu)的有益影響

7. β- Catenin信號通路的激活削弱了MAT對心房炎癥和纖維化的改善作用
研究觀察SKL2001處理后Wnt3a/β- Catenin通路分子表達(dá)，發(fā)現(xiàn)TAC+SKL2001+MAT組活性及總β- Catenin表達(dá)增加，活性β- Catenin核內(nèi)和胞質(zhì)表達(dá)水平升高，TGF-β、炎癥因子等表達(dá)也升高，而Wnt3a、p-GSK3β和GSK3β表達(dá)無差異。實驗表明，MAT與SKL2001聯(lián)用抵消了MAT對該通路的抑制，導(dǎo)致心房纖維化和炎癥，闡明了 MAT通過該通路防治房顫的機制。

圖7 SKL2001對Wnt3a/β- Catenin信號通路、心房纖維化和炎癥的影響及MAT防治心房顫動的機制

結(jié)論：
本研究表明壓力超負(fù)荷觸發(fā)心房Wnt3a/β- Catenin信號通路激活，通過促進心房纖維化和炎癥反應(yīng)、加劇心房結(jié)構(gòu)重構(gòu)和電重構(gòu)，增加房顫易感性。MAT治療可通過抑制Wnt3a/β- Catenin信號通路，減輕心房結(jié)構(gòu)重構(gòu)和電重構(gòu)，從而降低房顫發(fā)生風(fēng)險。綜上，研究強調(diào)MAT療法作為預(yù)防心力衰竭所致心律失常干預(yù)措施的潛力，為心臟疾病管理提供新途徑。