多通道电生理标测助力评估Man1a2敲低对抑郁模型中房颤发生的影响
2025-07-07 来源:本站 点击次数:40研究背景：
抑郁症是当代社会普遍且发病率上升的精神疾病，与心房颤动（AF）关联密切，AF患者中抑郁症患病率达38%-42.7%。流行病学研究均证实，抑郁症是AF发病、新发生及复发的危险因素，也是导管消融术后AF复发的独立危险因素。但两者关联机制尚不明确，目前仅知P2X7受体是连接因素。本研究基于无偏组学提出假设：抑郁状态下脑白质分泌的N-棕榈酰甘氨酸，通过Man1a2-AMPK-自噬-NRAP信号轴破坏心房闰盘，进而促进AF发生。
N-棕榈酰甘氨酸由哺乳动物感觉神经元分泌，在组织器官中分布差异大，正常时皮肤和脑浓度最高，心脏含量极低，其生理功能尚未被充分探索。本研究发现，该物质可通过α1，2-甘露糖苷酶（Man1a2）作用于心肌闰盘，导致闰盘相关蛋白NRAP减少。Man1a2是参与真核蛋白N-糖链修饰的关键酶，其在内质网中的活性以剂量依赖方式决定错误折叠蛋白的降解途径，局部浓度越高，蛋白错误折叠概率越大，而其在心肌组织中的作用此前未被报道。
基于此，哈尔滨医科大学附属第一医院梁兆光教授团队、董增祥教授团队近期在Europace杂志上发表"N-palmitoyl glycine mediates depression-associated atrial fibrillation via Man1a2-dependent autophagy and NRAP dysregulation"文章。
研究结果：
1. 在CUMS诱导的抑郁大鼠中，AF的发生率增加
为验证抑郁对房颤的影响，选用最常用、可靠且有效的慢性不可预知温和应激（CUMS）啮齿类抑郁模型。成功建立CUMS抑郁大鼠模型后，超声心动图评估显示，抑郁大鼠左房舒张期内径增大，E/E'升高。体表电生理检测发现，抑郁大鼠心房有效不应期缩短，房颤诱导率升高。通过ELISA 检测发现TNF-α表达升高。
图1 在CUMS抑郁模型大鼠中，左心房直径和心房颤动（AF）诱导率均有所增加
2. 在CUMS诱导的抑郁大鼠及伴发AF的抑郁症患者中，脑白质分泌的血浆及心房组织N-棕榈酰甘氨酸水平均升高
为识别作用于心脏的神经系统代谢物，对抑郁大鼠和对照大鼠血浆进行全谱代谢组学分析，发现抑郁组代谢物中仅N-棕榈酰甘氨酸由神经系统分泌。经LC-MS证实血浆中该物质由脑白质分泌。抑郁大鼠心房组织中该物质浓度也升高。临床检测显示，伴房颤的抑郁症患者血浆中N-棕榈酰甘氨酸含量显著高于单纯抑郁症患者。表明白质分泌的N-棕榈酰甘氨酸在抑郁促发房颤中起重要作用。
图2 在抑郁脑白质中分泌的过量N-棕榈酰甘氨酸作用于心房肌细胞
3. 在抑郁大鼠中，NRAP的减少可导致心房闰盘破裂
为探究抑郁状态下心房组织中促进房颤发生的蛋白变化，进行蛋白质组学检测。差异蛋白富集分析显示，调控蛋白定位至细胞表面的蛋白显著富集，心肌闰盘相关蛋白亦显著富集。透射电镜观察发现抑郁大鼠心房肌闰盘破裂及肌浆网扩张。通过UniProt筛选出闰盘相关的NRAP表达下降最显著。Western blotting及免疫荧光检测均证实抑郁大鼠心房组织中NRAP表达显著降低。
图3 在CUMS模型中，NRAP的减少会导致心房闰盘破裂
4. 在抑郁大鼠的心房中，Man1a2的增加通过AMPK通路导致自噬水平降低
为探究NRAP减少机制，研究通过蛋白质组学分析发现，内质网与自噬相关降解途径的差异蛋白中Man1a2表达增加。结合透射电镜观察，推测 Man1a2增加通过AMPK通路抑制自噬，致蛋白合成原料减少，进而阻碍NRAP合成。Western blot和免疫荧光检测证实，抑郁大鼠心房组织中 Man1a2表达升高、AMPK激活且自噬水平降低。
图4 抑郁大鼠心房中Man1a2的增加通过AMPK通路导致自噬水平降低
5. 在体外实验中，N-棕榈酰甘氨酸通过AMPK通路抑制自噬，进而增加Man1a2并减少NRAP
在HL-1心房肌细胞中，N-棕榈酰甘氨酸浓度超20μM具细胞毒性，其可浓度依赖性升高Man1a2表达。Man1a2在内质网蛋白糖基化中起关键作用，其增加虽提升蛋白折叠效率，却也提高错误折叠概率，按生理需求此时需自噬途径降解蛋白。但实验显示，N-棕榈酰甘氨酸会使Man1a2增加，同时抑制AMPK介导的自噬，致自噬原料减少，NRAP表达下降，细胞免疫荧光亦证实此现象。这提示，该物质可能通过此路径促进房颤。
图5 当将N-棕榈酰甘氨酸添加到HL-1心房肌细胞中时，Man1a2表达增加，AMPK被激活，同时自噬水平和NRAP表达降低
6. 在体外和体内实验中，敲低Man1a2可逆转N-棕榈酰甘氨酸所致的自噬水平降低及NRAP减少
研究通过体内外实验证实，抑郁状态下脑白质分泌的N-棕榈酰甘氨酸进入血液，作用于心房组织，通过升高Man1a2表达激活AMPK信号通路，抑制自噬，导致闰盘相关蛋白NRAP表达下降，引起闰盘破裂，从而促进房颤发生。敲低Man1a2或激活自噬可逆转这一过程，揭示了抑郁促发房颤的新机制。
图6 在体外实验中，敲低Man1a2后，N-棕榈酰甘氨酸所致的自噬水平降低和NRAP减少得以逆转
7. Man1a2可作为靶点，用于降低抑郁诱导的AF的发生
为检测该通路对心房电活动的影响及是否通过交感 / 副交感神经作用，采用多通道电生理标测技术，检测Langendorff灌流后离体心脏的场电位信号。结果显示，抑郁大鼠房颤诱导率和持续时间显著增加，而Man1a2敲低组则降低。此外，CUMS抑郁大鼠左房电传导离散度显著增加，敲低Man1a2后异常传导降低。这表明Man1a2可作为降低抑郁模型中房颤发生的靶点。
图7 在抑郁大鼠中敲低Man1a2可逆转自噬水平及NRAP
本研究证实，N-棕榈酰甘氨酸通过升高Man1a2表达，减少心房肌细胞中AMPK相关自噬及NRAP表达，进而导致闰盘破裂和心房兴奋传导离散度增加，从而促进房颤发生。综上所述，本研究阐明了脑白质分泌的N-棕榈酰甘氨酸在抑郁诱发房颤发病机制中的作用，为防治抑郁相关房颤提供了新靶点。
本文通过多通道电生理标测技术对不同组大鼠离体心脏的房颤诱发率、持续时间、有效不应期以及传导离散度等指标进行检测，直接评估Man1a2敲低对抑郁模型中房颤发生的影响。