陈浩，石润竹，杨树森

(哈尔滨医科大学附属第一医院心内一科，哈尔滨 150001)

心房颤动是临床中最常见的心律失常类型之一，目前心房颤动的发病率为1%，而80岁老年人的发病率接近10%[1]。研究发现，心房颤动者的脑卒中发生率是非心房颤动者的7倍，死亡风险是非心房颤动者的3倍[2]。心房颤动为衰老相关性疾病，其发生、发展与左心房的形态学和组织学结构以及电重构紧密相关。左心房的结构重构主要包括心房肌的肥厚、扩大及纤维化；电重构则是由于心房肌离子通道发生改变而诱发，同时离子通路表达的改变也会影响心房肌的不应期，进一步诱发心房颤动，形成恶性循环[3-4]。现从核因子κB(nuclear factor-κB，NF-κB)参与心房的电重构、结构重构，增加血栓发生风险以及介导风湿性心脏病瓣膜损伤4个方面阐述其在心房颤动发生中的重要作用。

1 NF-κB家族

哺乳动物的转录因子NF-κB由p50、p52、c-Rel、RelA、RelB组成，在未受刺激的细胞中，大部分NF-κB与细胞质中的抑制因子结合而无活性，NF-κB活化后入核与DNA结合发挥生物学作用。NF-κB参与多种免疫调节反应和细胞调控。通常所说的NF-κB蛋白以一种不活跃的二聚体形式存在，包含p65和p50，在大部分细胞类型中均是通过NF-κB抑制蛋白(inhibitory κB，IκB)在细胞质中保持非活跃状态。IκBα与其复合物结合后，暴露了NF-κB的定位序列，NF-κB发生磷酸化后，核定位发挥改变，从而发挥生物学作用[5]。NF-κB的RelA、RelB和c-Rel亚基都包含了转录活性结构域，可以与其他转录因子相互作用。其中，RelA是NF-κB的重要组成亚基之一，参与炎症和免疫反应，影响细胞生存和凋亡。以往研究证实，c-Rel亚基在冠心病和扩张型心肌病的细胞核中表达均有升高[6-7]，提示NF-κB在这两种疾病中被激活，参与了疾疾形成。NF-κB与细胞衰老密切相关，激活NF-κB可以启动和分泌衰老相关分泌表型(senescence associated secretory phenotype，SASP)，促进炎症过程和衰老相关性疾病的发生发展[8]。

2 NF-κB参与心房颤动形成的机制

目前，心房颤动的发生机制尚不明确。心房的结构重构、电重构和神经体液重构是公认的潜在发病机制，NF-κB在心房的结构重构和电重构中均发挥重要作用，对NF-κB进行研究有望为心房颤动的治疗及预防提供新的靶点。

2.1NF-κB通过诱导心房结构重构促进心房颤动形成 心脏重构是心血管疾病的严重病理表现，是心房颤动发生的重要因素，也是心房颤动难以逆转的重要原因。NF-κB的活性在发生心血管疾病时升高，提示NF-κB可能与心脏重构的纤维化、肥大及心力衰竭有关。在心力衰竭中，心脏组织中的IκBα表达降低，而NF-κB(p65)表达升高[9]。此外，抑制NF-κB可预防压力超负荷引起的心功能障碍的发生，并导致心肌肥厚，从而进一步形成收缩性心力衰竭[10]。研究发现，心肌细胞中NF-κB的激活将引发过度的炎症反应，从而引起心肌病和心力衰竭[9]。其原因可能是NF-κB的激活及表达诱导促炎基因如肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)、白细胞介素-1β和单核细胞趋化蛋白-1等的转录增加，导致TNF-α、白细胞介素-1β水平升高[9,11]，最终诱导炎症细胞募集，促进炎症发生。

长程抑制NF-κB可通过抑制还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶(reduced nicotinamide adenine dinucleotide phosphate oxidase，Nox)的活性，减轻自发性高血压大鼠肾脏细胞细胞质和线粒体的氧化应激[12]。在心力衰竭的发生发展中，心肌细胞内NF-κB p65持续激活，通过诱导炎症引发纤维化和心肌细胞凋亡，促进不良重塑。此外，心肌细胞发生缺血再灌注期间，NF-κB充当内质网应激与炎症的桥梁。晚期糖基化终末产物受体(advanced glycation end product receptor，RAGE)的阻断可通过失活NF-κB途径，减轻压力超负荷引起的心脏重构和功能障碍[13]。降低RAGE可以减少缺氧后心脏成纤维细胞和巨噬细胞中促炎细胞因子的诱导和NF-κB的活化[14]。因此，在压力超负荷引起的心力衰竭的发作中，RAGE的激活导致NF-κB激活。阻断RAGE可通过调节NF-κB途径减轻压力超负荷引起的心脏重构和功能障碍。

c-Rel缺陷型小鼠的心脏发育较小，并可抑制血管紧张素Ⅱ(angiotensin Ⅱ，AngⅡ)引起的心脏肥大及纤维化[15]。以上说明NF-κB的亚基c-Rel在心脏重构中起重要作用。抑制RelA(p65)后，可以减低由过氧化氢造成的细胞纤维化毒害作用[16]。在动物模型中阻断GATA结合蛋白4(GATA binding protein 4，GATA4)介导的NF-κB通路，可以阻断NF-κB引起的炎症反应、细胞老化及纤维化[17]，抑制NF-κB(RelA)信号通路能抑制炎症因子前体TNF-α介导的心肌肥厚[18]。在心肌特异性表达CYP2J2的小鼠中也发现，抑制 NF-κB-RelA能减少转化生长因子-β1/Smad的活化和纤维化[19]。更重要的是，RelA耗尽能够抑制由GATA4调控的SASP相关基因的表达，SASP的产生会诱发衰老相关的氧化应激和纤维化，这也间接说明了NF-κB对心脏重构的重要作用[8]。

Nox4在心室重构中发挥重要作用，用同等条件的AngⅡ预处理鼠后，人Nox4过表达的鼠胶原沉积所致的心脏纤维化程度是未过表达人Nox4的4倍，且NF-κB亚基p65的磷酸化显著上调[20]，说明上调心肌Nox4会引发NF-κB通路的激活，从而导致心脏重构，说明NF-κB的激活对心肌纤维化有重要作用。利伐沙班通过抑制NF-κB和促分裂原活化的蛋白激酶/激活蛋白-1(mitogen-activated protein kinases/activating protein-1，MAPK/AP-1)信号通路，抑制AngⅡ诱导的小鼠心脏成纤维细胞功能的活化，从而抑制AngⅡ刺激的纤维化和炎症反应[21]。

NF-κB和AP-1可调节转化生长因子-β1的表达。活性氧类可通过MAPK激活NF-κB途径，此过程将刺激FⅩa增加成纤维细胞的增殖和迁移，并由AP-1和NF-κB激活成纤维细胞纤维化过程而导致心脏纤维化[22]。FⅩa可通过激活对细胞过程产生多种作用的蛋白酶激活受体(protease-activated receptor,PAR)促进心脏的纤维化。在4种类型的PAR中，PAR-2被FⅩa和其他蛋白酶激活[23]。依赖FⅩa的PAR-2裂解可能在组织纤维化和组织重塑中起作用[24]。参与心脏纤维化的成纤维细胞的激活受FⅩa信号的刺激并伴有活性氧类的升高[22]。PAR-2的过表达导致与心脏纤维化相关的病理性肥大[25]。另一方面，缺乏PAR-2会减轻组织学损伤，并降低与氧化应激和纤维化有关基因的表达水平[26]。因此，NF-κB也可通过上调FⅩa，激活PAR-2的表达，进一步增加心脏的结构重构。

NF-κB亦可通过损伤心脏瓣膜导致心脏结构改变。风湿性心脏病患者存在多种心血管方面的并发症，如心脏瓣膜炎症疾病、心房颤动、肺动脉高压、充血性心力衰竭等，风湿性心脏病可导致二尖瓣和主动脉瓣的炎症损伤，急性和慢性的心脏瓣膜炎症会导致二尖瓣和主动脉瓣狭窄、功能失调。风湿性心脏病患者因血流动力学变化和风湿活动影响心房结构，心房颤动的发生率较高。风湿性心脏病心脏瓣膜的炎症反应是疾病发病和患者死亡的病理学基础。NF-κB在风湿型心脏病的发生发展中有重要作用，磷酸化的p65在主动脉瓣炎症患者中的水平显著升高，此外细胞因子Th1和Th2的水平在瓣膜病患者中也显著升高[27]。以上结果证实，NF-κB通路与细胞因子Th1介导的炎症相关。风湿性心脏病的瓣膜损害为心房颤动的发生提供了病理学基础。

2.2NF-κB通过影响心脏电重构促进心房颤动形成 电重构的发生与心房电活动缺失及基本电节律改变有关。钠离子、钾离子和钙离子通道的改变与心律失常的发生紧密相关。研究发现，包括11p15.5、21q22、17q、7q35-36、5p13、6q14-16和10q22在内的多种基因片段与心房颤动的发生有关，这些片段编码了心肌钾离子通道的亚基，如KCNQ1、KCNE2、KCNJ2和KCNH2[28]。钾离子通道与动作电位的复极密切相关，钾离子通路的上调和下调均会引发心房颤动。永久性心房颤动患者中编码L型钙通道a1C亚基的信使RNA下降了49%～60%，相应离子通道的改变影响了心房颤动的发生[29]。钠离子通道则直接影响心肌细胞的兴奋性，与早期后除极相关。

研究表明，NF-κB可作用于多种离子通道蛋白基因序列的启动子上，改变其他转录因子的表达水平或影响信使RNA的剪切作用，如钠通道蛋白SCN5A启动子片段中包含NF-κB的一个结合位点，同时检测到T型钙通道CACNA1G和KCND3、KCNA5中均含有NF-κB的结合位点，因而推测它们可能受NF-κB的调控[30]。NF-κB与离子通道蛋白的直接结合可以改变离子通道的功能，从而诱发心房颤动。心房颤动的发生也与氧化应激相关，这种氧化还原反应的不平衡会导致基因表达的改变，其中之一是NF-κB。NF-κB可下调心肌钠通道蛋白对氧化应激的应答,导致离子通道改变[31]。同时，NF-κB可以调控钠离子通道SCN5A的选择性剪接作用，下调钠离子流，诱发心律失常发生[22]。在心力衰竭发生时，NF-κB激活缺氧诱导因子α，上调SCN5A基因的剪接体，降低钠离子流，促进心律失常发生[22]。在小鼠皮质神经元的原代培养中，使用全细胞电压钳和电流钳技术检查了TNF-α(1～1 000 ng/L，持续4～48 h)对电压门控钠通道电流的影响发现，TNF-α通过加速电压门控钠通道的激活，增加了钠离子电流，导致动作电位阈值降低，击发率提高[22]。电压门控钠通道在基因和蛋白质水平上均被上调[22]。通过与NF-κB抑制剂BAY 11-7082(1 μmol/L)或p38 MAPK抑制剂SB203580(1 μmol/L)一起预孵育，抑制了TNF-α对钠离子电流的影响[22]。TNF-α增加钠离子电流的机制依赖于中枢神经元中NF-κB和p38 MAPK信号通路。通过增加电压门控钠通道的表达，长期暴露于TNF-α会诱导NF-κB活化，并且增强的钠离子电流也会促进这一过程[22]。在培养的大鼠海马神经元中发现，NF-κB在TNF-α调节电压依赖性钙通道中有重要作用[32]。对NF-κB的抑制减弱了由TNF-α诱导失活的钠通道半激活电压的转变，这表明NF-κB与电压门控钠通道的动力学特性有关[33]。NF-κB通过此过程调控钠离子电流进而对电生理活动产生影响仍有待进一步研究。综上，NF-κB可通过调控钠离子诱发心律失常，引起心房颤动。

3 NF-κB促进心房颤动血栓形成

血栓形成是心房颤动的主要并发症。研究发现，炎症因子是促进血小板活化、损害内皮功能以及导致血栓形成的介质[34-36]。高迁移率族蛋白B(high mobility group protein B，HMGB)1是HMGB家族成员之一，与炎症性疾病相关的血栓形成有关。HMGB1在败血症、关节炎、动脉粥样硬化、哮喘以及急性胰腺炎等炎症性疾病中有重要作用。正常情况下，细胞内的HMGB1主要维持DNA染色质的结构，在适当刺激下释放到细胞外区域，这些刺激包括凋亡、坏死、缺氧、缺血再灌注，以及通过细胞因子或Toll样受体激活免疫细胞。细胞外HMGB1通过与多种膜受体(如RAGE和Toll样受体)结合，募集髓样分化因子88(myeloid differentiation factor 88,MyD88)。这一过程导致NF-κB的移位以及组织因子等效应子的激活。研究发现，HMGB1的表达在心房颤动血栓患者中显著增加，其下游信号分子MyD88和p-NF-κB/NF-κB的表达升高，表明HMGB1可能通过MyD88/NF-κB途径参与血栓形成[37-38]。血小板26s蛋白酶体的活性不是一成不变的，可通过胶原刺激和钙离子通道进行调节。胶原诱导的血小板聚集可以被NF-κB和蛋白酶体调节。从胶原角度入手发现，抑制NF-κB的激活剂IκB激酶会导致胶原相关的蛋白酶体活性降低，导致血小板聚集减少[39]。有研究表明，NF-κB通路参与血小板聚集形成血栓的过程，NF-κB可通过调节p65/p50异质二聚体，在凝血级联反应中扮演重要角色[33]。

抗凝治疗被广泛应用于预防和治疗深静脉血栓患者，利伐沙班作为新兴抗凝药物，疗效显著，但其抗凝机制尚不明确。有研究建立深静脉鼠模型，检测体内外凝血酶激活的纤溶抑制物和纤溶酶原激活物抑制剂-1的水平发现，利伐沙班可以显著抑制前两者参与深静脉血栓形成时的表达，同时深静脉血管内皮中NF-κB通路也被抑制[40]。利伐沙班可能通过基质金属蛋白酶9抑制NF-κB通路，从而抑制血栓形成[41]。

4 小 结

NF-κB参与了心房颤动的发生和血栓形成。一方面，NF-κB参与了心房的重构和纤维化，心房重构和心肌纤维化是心房颤动发生的重要病理改变，下调NF-κB可以减少AngⅡ和过氧化氢对心肌的致纤维化作用。同时NF-κB参与了GATA4调控的SASP的分泌，介导了炎症和衰老的发生，导致心肌纤维化形成，为心房颤动的发生提供了条件。NF-κB也可通过上调FⅩa激活PAR-2的表达，进一步加强心脏的结构重构。此外，RAGE也可通过调控NF-κB增加心脏的压力负荷，导致心脏重构。另一方面，NF-κB通过钠通道蛋白SCN5A下调钠离子流影响心脏的电重构，且NF-κB在TNF-α调节电压依赖性钙通道及钠通道中也起重要作用，从而诱发心律失常的发生和发展，导致和促进心房颤动形成。同时，HMGB1可以通过MyD88/NF-κB途径参与心房颤动患者的血栓形成。NF-κB增加了心房颤动血栓形成和发生率，通过调控胶原蛋白Ⅰ调控血小板的聚集，并由基质金属蛋白酶9介导血栓的形成。这在一定程度上增加了心房颤动患者脑卒中的发生风险。在风湿性心脏病中，NF-κB作为炎症反应的重要组成，参与二尖瓣和主动脉瓣的炎症反应，导致二尖瓣和主动脉瓣的狭窄、反流以及功能失调，慢性二尖瓣狭窄导致左心房扩大，引起心房颤动。狭窄导致的血流速度异常以及NF-κB通路的进一步激活，加重了附壁血栓的形成，从而增加了心房颤动患者的血栓风险。因此，抑制NF-κB可为心房颤动的治疗以及预防血栓形成提供新的靶点。