鈣在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，尤其是心肌細(xì)胞中起關(guān)鍵作用。氧化的鈣/鈣調(diào)蛋白依賴性蛋白激酶 II（ox-CaMKII）作為房顫模型和房顫患者中 CaMKII 的激活劑，與絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）途徑激活有關(guān)，參與 AF 的發(fā)病機(jī)制。此前研究表明，線粒體 CaMKII 通過(guò) MAPK/AP-1 信號(hào)通路參與線粒體氧化應(yīng)激和心房重構(gòu)。但 MsrA 在 ROS 誘導(dǎo)的 AF 中對(duì) ox-CaMKII 和 MAPK 信號(hào)通路的介導(dǎo)作用尚未完全闡明，且缺乏藥物治療策略。

基于此，北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院心外科王輝山教授團(tuán)隊(duì)發(fā)表了題目為："S-methyl-L-cysteine targeting MsrA attenuates Ang II-induced oxidative stress and atrial remodeling via p38 MAPK signaling pathway"的文章。

本研究介紹S-甲基-L-半胱氨酸（SMLC）是含巰基的有機(jī)硫化合物，在各種食用蔬菜中含量豐富。它是甲硫氨酸的生物對(duì)應(yīng)物，可能通過(guò)靶向 MsrA  消除自由基。旨在評(píng)估 SMLC 對(duì)阻止血管緊張素 II（Ang II） 誘導(dǎo)的心房顫動(dòng)的效果，研究 MsrA 的作用，并探討 p38 MAPK 信號(hào)通路相關(guān)的機(jī)制。

研究方法：
文中采用64 通道電生理標(biāo)測(cè)系統(tǒng)（MappingLab）記錄心房電生理信號(hào)：離體心臟 Langendorff 灌流，64 通道電極貼在左心房，記錄心房的平均傳導(dǎo)速度和絕對(duì)不均勻性等指標(biāo)。

研究結(jié)果：

1. SMLC 對(duì) Ang II 誘導(dǎo)的生理特征變化和心房擴(kuò)張的影響

為探究 SMLC 對(duì) AF 心房重構(gòu)的治療效果，用持續(xù)釋放 Ang II 的植入式滲透劑構(gòu)建 AF 模型。實(shí)驗(yàn)前各組血壓無(wú)顯著差異，用 Ang II 后血壓升高，SMLC 能濃度依賴性降壓，各組體重?zé)o差異。通過(guò)超聲心動(dòng)圖評(píng)估，Ang II 組左心房直徑和面積大，SMLC 能濃度依賴性改善這種情況，表明 SMLC 能改善 Ang II 誘導(dǎo)的高血壓和心房擴(kuò)張重構(gòu)。（圖1）

圖1. SMLC 對(duì) Ang II 誘導(dǎo)的生理特征改變和心房擴(kuò)張的影響
 

2. SMLC 減輕了 Ang II 誘導(dǎo)的心房顫動(dòng)易感性和心房電異常

在 Ang II 刺激的小鼠模型中，房顫的發(fā)生率增加（71.4%），顯著高于 Ang II + L-SMLC 組以及Ang II + M-SMLC 和Ang II + H-SMLC 組。結(jié)果表明，SMLC 能夠降低房顫的易感性。

與對(duì)照組相比，Ang II 組的平均傳導(dǎo)速度顯著降低，左心房電傳導(dǎo)的絕對(duì)不均勻性和心房率顯著更高，而 SMLC 干預(yù)可逆轉(zhuǎn)此現(xiàn)象。這些發(fā)現(xiàn)表明，SMLC 改善了房顫的易感性，并對(duì)心房電活動(dòng)具有保護(hù)作用。（圖2）

圖2. SMLC 對(duì) Ang II 誘導(dǎo)的高房顫易感性和心房電異常的影響

3. SMLC 可減輕由 Ang II 治療引起的心房纖維化

Ang II 會(huì)誘導(dǎo)心房結(jié)構(gòu)重塑，特征是纖維化。通過(guò) Masson’s trichrome 染色法和纖維化前標(biāo)志物研究發(fā)現(xiàn)，SMLC 以濃度依賴方式抑制 Ang II 導(dǎo)致的纖維化增加，逆轉(zhuǎn)纖維化前標(biāo)志物水平升高，表明 SMLC 改善了這種心房結(jié)構(gòu)重塑，與超聲心動(dòng)圖檢測(cè)結(jié)果相符。（圖3）

圖3. SMLC 對(duì)體內(nèi) Ang II 誘導(dǎo)的纖維化的影響

4. SMLC 在體內(nèi)逆轉(zhuǎn) Ang II 誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激損傷

通過(guò) DHE 染色、測(cè)量 GSH/GSSG 比率及特征標(biāo)志物等方法，研究氧化應(yīng)激損傷程度。發(fā)現(xiàn) SMLC 以濃度依賴形式對(duì) Ang II 誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激損傷有保護(hù)作用，能降低 MitoSox 熒光強(qiáng)度，逆轉(zhuǎn) Ang II 組 GSH/GSSG 比率、SOD1 和 NOX2 表達(dá)及炎性細(xì)胞因子的異常，表明 SMLC 能改善氧化應(yīng)激損傷和炎癥。（圖4）

圖4. SMLC 對(duì)體內(nèi) Ang II 誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激的影響

5. Ang II 與對(duì)照組以及不同劑量 SMLC 與 Ang II 之間共享差異表達(dá) mRNA 的鑒定

為鑒定 mRNA，構(gòu)建并測(cè)序相關(guān)小鼠心房的 RNA-seq 文庫(kù)，評(píng)估差異表達(dá) mRNA。對(duì) Ang II 與對(duì)照、不同劑量 SMLC 與Ang II 的成對(duì)比較進(jìn)行差異表達(dá) mRNA（DEGs）評(píng)估，它們有共享 DEGs，這可能在 SMLC 對(duì)心房功能障礙的影響中起關(guān)鍵作用。檢測(cè)關(guān)鍵蛋白表達(dá)，發(fā)現(xiàn) SMLC 對(duì)Ang II 誘導(dǎo)的心房重塑的保護(hù)作用與 MsrA、ox-CaMKII 和 p38 MAPK 信號(hào)通路有關(guān)。（圖5）

圖5. Ang II 與對(duì)照以及不同劑量的 SMLC 之間差異表達(dá)的 mRNA 和蛋白質(zhì)的鑒定

6. SMLC 靶向 MsrA 對(duì) Ang II 處理的 HL-1 細(xì)胞活力的影響

S-甲基-L-半胱氨酸化學(xué)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 6A，分子對(duì)接分析顯示其與 MsrA 親和力強(qiáng)。研究其對(duì)Ang II 誘導(dǎo)的 HL-1 細(xì)胞毒性影響，發(fā)現(xiàn)24小時(shí)后有影響，因此選擇10 μM Ang II 處理24小時(shí)后續(xù)實(shí)驗(yàn)。SMLC 一定濃度范圍24小時(shí)能減輕毒性。此外，Western blot 檢測(cè)顯示，與對(duì)照組相比，10 μM Ang II 處理24小時(shí)后 HL-1 細(xì)胞的MsrA表達(dá)顯著降低，SMLC 可逆轉(zhuǎn)這一趨勢(shì)。這些結(jié)果表明，SMLC 靶向 MsrA 可抑制 Ang II 誘導(dǎo)的體外細(xì)胞毒性。（圖6）

圖6. 靶向 MsrA 的 SMLC 對(duì) Ang II 處理的 HL-1 細(xì)胞存活率的影響

7. SMLC 通過(guò)靶向 MsrA 抑制了Ang II 誘導(dǎo)的 HL-1 細(xì)胞中的氧化應(yīng)激損傷

作者進(jìn)一步驗(yàn)證了 SMLC 通過(guò)介導(dǎo) MsrA 對(duì) HL-1細(xì)胞 Ang II 誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激損傷的改善作用。Ang II 處理誘導(dǎo)線粒體膜去極化，證明了聚合/單體 JC-1 的比例降低，SMLC 逆轉(zhuǎn)了這一趨勢(shì)。siMsrA 治療最終減少了線粒體膜的去極化。與對(duì)照組和 Ang II+SMLC 組相比，Ang II 明顯表現(xiàn)出更大的氧化應(yīng)激損傷，其特征是 DHE-red 染色增加，氧化應(yīng)激標(biāo)志物改變，SOD1 表達(dá)降低，NOX2表達(dá)增加。同樣，siMsrA 處理進(jìn)一步惡化了HL-1細(xì)胞的氧化應(yīng)激。這些數(shù)據(jù)表明，SMLC對(duì) Ang II 誘導(dǎo)的 HL-1 細(xì)胞氧化應(yīng)激和線粒體功能障礙的保護(hù)作用是由 MsrA 介導(dǎo)的。（圖7）

圖7. SMLC 通過(guò)靶向抑制 Ang II 誘導(dǎo)的 HL-1 細(xì)胞氧化應(yīng)激損傷

8. 由 p38 MAPK 介導(dǎo)的 SMLC 靶向 MsrA 對(duì)Ang II 誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激損傷的保護(hù)作用

Western blotting 分析表明 SMLC 的作用被 siMsrA 處理減弱。用 p38 MAPK 抑制劑 SB203580 處理 HL-1 細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)其能消除 siMsrA 誘導(dǎo)的線粒體損傷增加，且 SB203580 能逆轉(zhuǎn) siMsrA 誘導(dǎo)的 ox-CaMKII/CaMKII 增加，表明 SMLC 對(duì)氧化應(yīng)激和線粒體功能障礙的保護(hù)作用是由 p38 MAPK 信號(hào)通路介導(dǎo)的。（圖8）

圖8. 由 p38 MAPK 介導(dǎo)的 SMLC 靶向 MsrA 對(duì) Ang II 誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激損傷的保護(hù)作用

總之，這是首次揭示 SMLC、氧化應(yīng)激和心房重構(gòu)之間聯(lián)系的研究。此研究探索了 SMLC 影響 MsrA 以抑制 p38 MAPK 信號(hào)通路的作用機(jī)制，揭示 SMLC 對(duì)房顫患者心房重構(gòu)的潛在治療作用，具有臨床轉(zhuǎn)化意義。

機(jī)制的示意圖