高血压性心房颤动新机制：p300蛋白通过激活NLRP3炎症小体上调心房心肌细胞Ikur电流

《Chinese Medical Journal》：p300 upregulates Ikur in atrial cardiomyocytes through activating NLRP3 inflammasome in hypertension

本研究揭示了一个高血压相关房颤（AF）发生的关键信号通路。研究发现，转录共激活因子p300在高血压（Ang II诱导）环境中，通过与原代细胞及小鼠心房心肌细胞中的核因子κB (NF-κB)相互作用，激活核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3 (NLRP3)炎症小体，从而上调Kv1.5介导的超快延迟整流钾电流（Ikur），导致心房电重构。通过敲低p300、使用抑制剂姜黄素（curcumin）或特异性敲除小鼠p300基因，均可逆转上述过程，为靶向p300/NLRP3轴治疗AF提供了新的理论基础。

　　

研究背景与目的

心房颤动（AF）是最常见的心律失常之一，而高血压是其最主要的危险因素。AF的发病机制涉及心房的结构重构和电重构。电重构的标志之一是超快延迟整流钾电流（I_kur）的改变，该电流由Kv1.5通道介导，在心房中特异性表达，是治疗AF的潜在安全靶点。核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3 (NLRP3)炎症小体在炎症和心血管疾病中扮演重要角色。转录共激活因子p300参与心血管炎症。本研究旨在探究在血管紧张素II (Ang II)诱导的高血压背景下，p300是否通过激活NLRP3炎症小体，进而影响I_kur电流，从而导致AF易感性增加。

主要研究方法

本研究综合运用了临床样本分析、细胞模型和小鼠模型。研究人员首先检测了AF患者与窦性心律（SR）患者左心耳（LAA）组织中p300、NLRP3和Kv1.5蛋白的表达水平及血清炎症因子水平。接着，在细胞水平，使用Ang II处理HL-1心房肌细胞系，并利用p300抑制剂（姜黄素）、小干扰RNA (siRNA)敲低、腺病毒过表达等技术，结合蛋白质印迹法、酶联免疫吸附试验、免疫荧光、免疫共沉淀和全细胞膜片钳记录等方法，系统研究了p300对NLRP3炎症小体激活、Kv1.5表达、I_kur电流密度和动作电位时程（APD）的影响及其分子机制。在动物水平，构建了Ang II持续输注的高血压小鼠模型，并在p300基因敲除（p300-KO）小鼠中评估了AF的发生率、心脏电生理指标、LAA组织蛋白表达及血清炎症因子水平。

关键研究结果

1. 1.
   临床样本分析：与SR患者相比，AF患者的LAA组织中p300、NLRP3和Kv1.5蛋白表达水平均显著升高。同时，AF患者血清中白细胞介素1β (IL-1β)、白细胞介素18 (IL-18)、肿瘤坏死因子α (TNF-α)和白细胞介素6 (IL-6)水平也显著升高。
2. 2.
   p300调控NLRP3激活与I_kur功能：
   • •
     Ang II效应：Ang II处理显著上调了HL-1细胞中p300、NLRP3、Kv1.5、IL-1β和IL-18的表达，并增加了I_kur电流密度，缩短了APD₅₀、APD₇₀和APD₉₀。
   • •
     p300抑制剂的作用：姜黄素处理可显著逆转Ang II诱导的上述蛋白表达上调、I_kur电流密度增加和APD缩短。
   • •
     p300基因干预的效果：敲低p300基因（p300-siRNA）能够抑制Ang II引起的NLRP3激活、Kv1.5表达上调、I_kur电流增加和APD缩短。相反，过表达p300 (Ad-p300)则能直接导致NLRP3激活、Kv1.5表达上调、I_kur电流增加和APD缩短。这些效应在原代新生小鼠心房心肌细胞中也得到了验证。
   • •
     NLRP3抑制剂的作用：使用NLRP3抑制剂MCC950处理，虽然不影响p300和NLRP3的蛋白表达，但可逆转Ang II诱导的Kv1.5上调、I_kur增加和APD缩短，表明NLRP3是p300下游的关键效应器。
3. 3.
   p300的作用机制：免疫共沉淀实验证实，在Ang II刺激下，p300与核因子κB (NF-κB)的p65亚基在HL-1细胞内的相互作用增强。Ang II促进了p65的乙酰化。同时，敲低p300抑制了Ang II诱导的NLRP3的mRNA水平升高。这表明p300可能通过乙酰化NF-κB p65，促进其转录活性，从而上调NLRP3的转录和表达。
4. 4.
   体内动物模型验证：
   • •
     Ang II持续输注可诱导野生型小鼠产生高血压，并显著提高其快速心房起搏诱导的AF发生率。这些小鼠的LAA组织中p300、NLRP3和Kv1.5蛋白表达上调，血清炎症因子水平升高，并伴有心房胶原沉积增加和心功能恶化。
   • •
     在p300-KO小鼠中，Ang II诱导的AF发生率显著降低。同时，Ang II引起的NLRP3和Kv1.5蛋白表达上调、血清炎症因子水平升高、心房胶原沉积和心功能恶化等现象，在p300-KO小鼠中得到显著缓解。

结论与意义

本研究揭示了一条高血压诱发AF的新信号通路：在Ang II诱导的高血压状态下，转录共激活因子p300与NF-κB p65相互作用并促进其乙酰化，从而激活NLRP3炎症小体。活化的NLRP3炎症小体进而上调心房心肌细胞膜上的Kv1.5通道表达，增加I_kur电流，导致动作电位时程缩短，最终引发心房电重构，增加AF易感性。该研究不仅阐明了p300/NLRP3轴在高血压性AF电重构中的关键作用，还通过基因敲除和药物抑制实验，验证了靶向p300（如姜黄素）或NLRP3可能是治疗AF的潜在新策略。