 圖1 縫隙連接機(jī)構(gòu)圖
心房顫動（房顫）是最常見的一類室上性心律失常。它既見于有基礎(chǔ)心臟病變的患者，也見于無任何臨床病變的患者。隨著老齡化社會的到來，房顫的發(fā)病率、致殘率及病死率不斷攀升，已成為令人關(guān)注的公眾健康問題 房顫的發(fā)病機(jī)制，是一個復(fù)雜的病理生理過程，迄今尚未完全明了。目前認(rèn)為心律失常的出現(xiàn)依賴致心律失常的基礎(chǔ)因素、觸發(fā)因素以及維持因素。對房顫而言，其基礎(chǔ)因素是心房肌細(xì)胞不應(yīng)期縮短、離散度增加以及電傳導(dǎo)減慢；其觸發(fā)因素是胸部大靜脈的異常激動；而房顫的維持因素則恰恰是房顫本身。亦即持續(xù)性房顫誘發(fā)心房電和結(jié)構(gòu)重構(gòu)，而心房重構(gòu)又是維系房顫持續(xù)存在的關(guān)鍵因素，兩者互為因果，循序推進(jìn)。 心房結(jié)構(gòu)重構(gòu)表現(xiàn)為亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)上的線粒體體積變化和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的裂解，細(xì)胞結(jié)構(gòu)上的心肌肥厚，組織結(jié)構(gòu)上的纖維紊亂和膠原沉積增加；心房電重構(gòu)則包括離子通道和縫隙連接蛋白表達(dá)的改變。心房肌細(xì)胞動作電位傳導(dǎo)性依賴于有效動作電位的產(chǎn)生（鈉離子通道的興奮性）和低阻抗電流途徑（縫隙連接），當(dāng)細(xì)胞失偶聯(lián)（縫隙連接斷裂）和興奮性受損（鈉離子通道的可激動性下降）時，異常的電傳導(dǎo)將會加速和/或維系房顫的發(fā)生。一直以來，電生理工作者不斷地嘗試干預(yù)異常的電傳導(dǎo)，以期達(dá)到治療房顫的目的。但現(xiàn)有的針對心肌細(xì)胞膜上離子通道或受體的抗心律失常藥物，雖然可以取得良好的短期療效，卻由于這些藥物本身都有致心律失常作用，尤其是在心肌缺血時，而使其應(yīng)用受到了極大的限制。因此，探尋新的房顫治療靶點及開發(fā)新型的房顫治療藥物已經(jīng)迫在眉睫。 縫隙連接是心肌細(xì)胞閏盤的3種連接結(jié)構(gòu)之一。它與橋粒（desmosomal）和粘連膜（fascia adherens）-起，將單個的心肌細(xì)胞連接成一個功能整體，以確保心臟同步收縮。在每個心肌細(xì)胞兩縱軸端細(xì)胞膜處，6個跨膜結(jié)構(gòu)——連接蛋白（connexin，Cx）緊密圍繞，形成直徑約2nm的中空親水孔道——連接子（connexon）；相鄰兩個心肌細(xì)胞的連接子互相接近，形成間距約4 nm的連接結(jié)構(gòu)，即為縫隙連接（圖1）‘副。迄今為止，人體中已發(fā)現(xiàn)21種連接蛋白亞型。其中Cx43分布于心室工作細(xì)胞為主的各腔室心肌細(xì)胞中，Cx40主要表達(dá)在心房工作細(xì)胞、心臟特殊傳導(dǎo)系統(tǒng)和脈管系統(tǒng)，而Cx45主要見于心臟特殊傳導(dǎo)系統(tǒng)，但在心房和心室工作細(xì)胞上也有少帚表達(dá)。 縫隙連接是保證心肌細(xì)胞動作電位傳導(dǎo)的主要結(jié)構(gòu)?？p隙連接允許半徑<0.8～1.0nm的離子以及分子量<1000 D的分子通過，構(gòu)成了心肌細(xì)胞間的電偶聯(lián)和代謝偶聯(lián)?？p隙連接大量分布在心肌細(xì)胞兩縱軸端的閏盤內(nèi)，而在細(xì)胞側(cè)面分布稀疏，這一特點造就了心肌組織動作電位的不均一性傳導(dǎo)。縫隙連接的功能狀態(tài)受多種因素的影響：急性期主要通過連接蛋白的磷酸化和去磷酸化進(jìn)行調(diào)解；慢性期則主要通過連接蛋白的表達(dá)和降解影響其數(shù)量和分布。 縫隙連接作為一種治療房顫的重要靶點，早在1995年由Spach和Starmer提出。如今，隨著我們對縫隙連接的生理學(xué)及分子生物學(xué)等特點的深入研究，其在房顫發(fā)病及治療中的地位有了不斷的提升。 首先，心房肌細(xì)胞突入肺靜脈和上腔靜脈形成的肌袖是觸發(fā)房顫的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。動物實驗結(jié)果顯示，在肺靜脈和上腔靜脈的肌袖內(nèi)存在具有自律性的細(xì)胞，通過延遲后除極自動觸發(fā)動作電位，與竇房結(jié)細(xì)胞類似，這些細(xì)胞的縫隙連接比較小，而這些細(xì)胞的連接蛋白分布，又是以Cx40圍繞Cx43形成的環(huán)形分布，這些特點有助于激動從自律性細(xì)胞向周圍擴(kuò)布。同時，研究還在犬肺靜脈肌袖的近端發(fā)現(xiàn)了傳導(dǎo)延遲帶，此處傳導(dǎo)速度顯著慢于左心房，是微折返形成的主要區(qū)域。此外，通過快速起搏和/或二尖瓣反流方式誘導(dǎo)動物房顫模型，可以監(jiān)測肺靜脈肌袖近端Cx43的表達(dá)量與左心房相似，而Cx40表達(dá)量則顯著下降；但在上腔靜脈肌袖處，Cx43表達(dá)上調(diào)而Cx40表達(dá)下調(diào)，且連接蛋白逐漸轉(zhuǎn)向細(xì)胞側(cè)方表達(dá)。這些結(jié)構(gòu)特點最終誘發(fā)肌袖內(nèi)電傳導(dǎo)的延遲和不同步化而形成微折返。 其次，在人類心房中，Cx40和Cx43均有表達(dá)，它們或單獨或相互，組裝形成同型或異型的連接子，并通過其蛋白含量、分布位置及磷酸化狀態(tài)決定重構(gòu)后細(xì)胞間聯(lián)系的強度，從而影響心肌細(xì)胞間的電傳導(dǎo)速度和復(fù)極時的同步性。有研究認(rèn)為：Cx43表達(dá)量不影響P波時限，故不是心房電傳導(dǎo)的主要決定因素；相反，Cx40卻可以延長P波時限及PQ/PR間期。但也有研究發(fā)現(xiàn)，電傳導(dǎo)速度實際上與Cx40和Cx43的表達(dá)相對比例有關(guān)，而且只有在Cx43正常表達(dá)時Cx40表達(dá)才得以保證，故認(rèn)為Cx43缺失是電傳導(dǎo)異常的主要決定因素。而新近研究結(jié)果顯示，房顫與Cx40/43表達(dá)的絕對值或相對值均無相關(guān)性，但與Cx40/43的非均勻再分布密切相關(guān)，并推測其再分布所致的電傳導(dǎo)缺失和不均一性引起的折返形成是其機(jī)制所在。通常，Cx40/43在人類心房的兩端和側(cè)方分布就存在一定程度的不均一性，故側(cè)方表達(dá)的連接蛋白的功能實際上尚不完全清楚。即使采用最新的轉(zhuǎn)基因動物模型，其研究結(jié)果仍然是模棱兩可，即敲除Cx40基因后，快速性房性心律失常發(fā)生率有顯著增加的，也有無改變的。但是，采用轉(zhuǎn)基因方法使Cx40/43表達(dá)量從房顫時水平恢復(fù)至竇性心律水平，則心房傳導(dǎo)顯著改善并致持續(xù)性房顫終止。 迄今為止，僅有少數(shù)幾個人工合成肽，包括APP10、rotigaptide（ZP123）及GAP-134，作用于連接蛋白，使部分關(guān)閉的縫隙連接從新開放。 APP10，是最有效地通過重建細(xì)胞間連接而恢復(fù)受損傳導(dǎo)的合成肽。它優(yōu)先作用于部分失偶聯(lián)的細(xì)胞，而對正常細(xì)胞的縫隙連接無明顯作用。熒光染色法顯示APP10是通過增加Cx43表達(dá)及抑制Cx40表達(dá)來改善細(xì)胞間縫隙連接，并推測其機(jī)制可能與PKC活性有關(guān)。而在房顫中，APP10的作用要復(fù)雜的多，可能與房顫的類型不同有關(guān)：如果是纖維化所致的細(xì)胞失偶聯(lián)，則APP10無作用，如果是功能性細(xì)胞失偶聯(lián)，則APP10的抗房顫作用才能顯現(xiàn)。尤其是對缺血所致的失偶聯(lián)，APP10有明確的改善作用。首先，APP10可以抑制缺血區(qū)內(nèi)Cx43的去磷酸作用及抑制Cx43的重分布。其次，APP10可以改善缺血區(qū)內(nèi)電傳導(dǎo)的延緩及復(fù)極間期離散度的增加。因此，APP10對缺血區(qū)的優(yōu)先作用，使得其相對于傳統(tǒng)抗心律失常藥物更具優(yōu)勢，后者通過作用于膜離子通道或多或少一致性減慢缺血區(qū)和非缺血區(qū)的傳導(dǎo)，并由此導(dǎo)致或多或少的致心律失常作用。 ZP-123.是新近人工合成的六肽穩(wěn)定復(fù)合物，主要選擇性作用于Cx43。它可以預(yù)防動作電位離散度的增加，并在代謝應(yīng)激狀態(tài)下選擇性預(yù)防心房電傳導(dǎo)的減慢。因此，ZP-123可以顯著降低房顫易感性，但值得注意的是，這種作用僅限于缺血和二尖瓣反流所致的房顫模型，而對心力衰竭合并的房顫模型無任何影響，這可能與心力衰竭模型中存在心房肌纖維化導(dǎo)致細(xì)胞間結(jié)構(gòu)性失偶聯(lián)有關(guān)，但具體機(jī)制仍需進(jìn)一步研究證實。研究還發(fā)現(xiàn)，ZP-123預(yù)防缺血所致的心律失?？赡芘c其改善Cx43的2個特殊位點的磷酸化作用有關(guān)，但其是否也作用于房顫時的心房連接蛋白，目前尚無依據(jù)。 GAP-134，依據(jù)APP10和ZP123藥效基團(tuán)的功能位點人工合成的小分子四肽物質(zhì)，能夠較好地改善心臟的傳導(dǎo)速度。在感染性心包炎動物模型中，GAP-134可以改善心房傳導(dǎo)，從而預(yù)防心房撲動/房顫的發(fā)生；而在起搏誘導(dǎo)房顫的模型中，GAP-134可以降低左心房內(nèi)電傳導(dǎo)的波長.而不影響左心房機(jī)械性重構(gòu)。此外，CAP-134對開胸手術(shù)所致的缺血/再灌注性心律失常同樣有效。但目前尚缺乏人體研究數(shù)據(jù)。 綜上所述，雖然縫隙連接在房顫中的作用尚存諸多爭議，但絕大多數(shù)研究支持Cx40和Cx43表達(dá)量減少、分布異常以及去磷酸化作用，是導(dǎo)致房顫發(fā)生的重要因素。而鑒于房顫發(fā)病機(jī)制的復(fù)雜性，采用轉(zhuǎn)基因方法改變Cx40/43表達(dá)量來終止房顫的療效仍存有爭議。目前針對改善縫隙連接的合成肽主要是用于缺血所致的房顫，而這類房顫的治療也恰恰是傳統(tǒng)抗心律失常藥物治療的軟肋，因此其運用前景十分樂觀。但由于缺乏人體研究的數(shù)據(jù)，故而還有許多研究工作等待電生理工作者去完成。 |
