探討調控Pitx2c對心房纖維母細胞活性、電生理特性及心肌細胞間之交互作用與心房顫動之關聯性

經由全基因組相關性研究(genome wide association study)，發現PITX2、ZFHX3輿KCNN3等三 個基因與心房顫動的發生有相關性，其中4q25染色體上鄰近Pitx2c的核苷酸變異，與心房顫動的發 生最具顯著關聯性。Pitx2c具有調控心房結構與電生理功能；且Angiotensin II(與心衰竭或心房顫動 相關之重要因子)可透由曱基化Pitx2c的啟動子而影響Pitx2c及Kir2.1的表現，因此Pitx2c於電生理功 能與心律不整扮演重要角色。然而Pitx2c的促心律不整效果尚未完全釐清。近來研究顯示心肌纖維 母細胞參與心房顫動的心肌電生理重塑，並可能是心衰竭導致心律不整的原因。我們的初步實驗顯 示Pitx2c可以調節心房纖維細胞活性。然而，目前尚未釐清是否式可藉由改變纖維母細胞Pitx2c之 表現而得以調控纖維母細胞活性，或藉由影響心肌細胞和纖維母細胞間的相互作用、與細胞外基質 之產生，進而改變心房電生理特性。此外，心衰竭可能透由血管張力素II調控Pitx2c進而調控纖維 母細胞活性。因此本研究旨在探討Pitx2c對心房纖維細胞的活性、電生理特性、和心肌細胞間相互 作用的調控，以釐清Pitx2c在心房顫動所扮演的角色，期能了解是否Pitx2c有改變纖維母細胞之能 力而影響心房顫動，因此Pitx2c或可做為治療心衰竭引發心房顫動之方向。在第一年的實驗中，將 探討Pitx2c對心房纖維母細胞電生理特性與活性的影響和其作用機制。在第二年的實驗中，將探討 是否高度表現Pitx2c可減少心衰竭產生之心房結構與電生理重塑。第三年實驗中，將藉由共同培 養纖維母細胞和心房心肌細胞以探討高度表現Pitx2c是否可以調控心肌細胞電生理特性和鈣調控 蛋白的表現。 實驗方法：第一年的實驗，我們將藉由比較正常與高度表現Pitx2c的心房纖維母細胞模式，以 全細胞箝定、細胞生長、移動實驗及產生膠原蛋白能力或於心房纖維母細胞接受angiotensin II (100 nM)誘導纖維化活性的差異，以比較Pitx2c調控纖維母細胞的能力；並藉由免疫螢光染色、real-time PCR與西方墨點法比較這些細胞的變化。在第二年的實驗中，們將藉由開胸手術，直接於心衰竭鼠 左心房注射empty plasmid或Pitx2c encoding plasmid，並於DNA注射後第7天與14天取出心臟進行組 織切片染色、傳統玻璃微電極、高密度訊號分析與西方墨點法，以偵測其心肌纖維化、電生理學、 電生理傳導以及比較這些細胞的鈣離子調控蛋白表現之差異。第三年的實驗中，我們將藉由共同培 養HL-1細胞與心房纖維母細胞（包括正常HL-1與纖維母細胞、正常HL-1與高度表現Pitx2c的纖維母 細胞及HL-1與纖維母細胞皆高度表現等三組)利用全細胞箝定、共軛焦顯微鏡測量增加Pitx2c表現 以及對照組的HL-1細胞動作電位(Action potential)、各種離子流的變化以及鈣離子螢光之表現並使 用西方墨點法比較這些細胞的離子流與鈣離子調控蛋白（SERCA2a、ryanodine receptor、 sodium/calcium exchanger、calcium calmoduline kinase II5、total & phosphorylated phospholamban)的 表現差異，並探討Pitx2c是否可減少快速電刺激(5 Hz)誘導的電生理改變。 初步成果：相較於控制組，於增加Pitx2c表現之心房纖維母細胞中，Pitx2c可減慢纖維母細胞的生 長速度，並改變細胞移動的能力，這些初步成果顯示Pitx2c或可藉由改變纖維母細胞活性而影響 心房電生理與心房顫動發生。