目的:构建β1肾上腺素能受体自身抗体(β1ARAb)表达增强的主动免疫兔模型,研究β1ARAb表达增强对心房电生理特性及心房颤动(房颤)诱发率的影响。使用TMT定量蛋白质组学技术筛选造模完成后的免疫组和对照组兔左心房组织之间表达水平差异有统计学意义的蛋白质,进行后续蛋白质功能注释、生物学分析、蛋白相互作用网络构建,探讨β1ARAb表达增强诱发房颤的可能作用机制,并进一步在动物模型、房颤患者中进行验证。方法:1)设计并合成β1肾上腺素能受体(β1AR)的细胞外第二环功能表位肽段(ECL2)。将16只成年雄性新西兰大白兔随机分为对照组和与免疫组,免疫组给予人工合成的β1AR的ECL2混合弗氏佐剂注射,构建β1ARAb过表达的主动免疫兔模型,对照组不给予β1AR的ECL2注射。每两周通过ELISA测定两组实验兔的血清β1ARAb表达水平、通过ELISA方法比较造模前后两组实验兔血清cAMP表达水平变化、通过蛋白质印迹方法(Western blot)测定两组实验兔左心房β1AR蛋白表达水平。造模结束后对所有实验兔进行心房电生理检查,包括测量静息心率、记录5分钟内自发性心律失常情况;测量心房有效不应期(AERP),记录Burst刺激后房性心律失常诱发率及持续时间;测量左心耳电传导速度及计算传导异质性指数;2)从第一阶段造模后的实验兔中选取三只免疫组兔、三只对照组兔,提取左心房组织的蛋白质后采用TMT定量蛋白质组学技术,以差异表达比较的P<0.05,差异表达量变化大于1.3、小于1/1.3分别作为显著上调及下调的变化阈值,进行免疫组和对照组左心房组织差异表达蛋白的鉴定及筛选。通过蛋白质功能注释、功能富集、聚类分析、蛋白互作网络分析等生物信息学分析方法,初步探讨免疫组和对照组左心房组织差异表达蛋白的富集的生物学功能和通路;3)根据第二阶段TMT定量蛋白质组学及生物信息学分析结果,验证β1ARAb表达增强通过促进心房纤维化诱导主动免疫兔模型房颤发生。对免疫前、免疫八周后的实验兔进行经胸心脏超声检查。造模结束、处死实验动物后,采用苏木精-伊红(HE)染色、马松染色、天狼猩红染色、透射电镜检查观察两组左心房组织结构及纤维化程度的差异。采用Western blot和实时荧光定量PCR方法检测两组左心房I型胶原蛋白、III型胶原蛋白、转化生长因子β1(TGF-β1)、Smad3、Smad7的蛋白质水平和mRNA水平表达差异情况;4)连续选取70例新诊断为阵发性房颤的患者,记录患者一般临床资料及超声心动图检查结果,采集入院后清晨空腹血。采用ELISA方法测量血清中β1ARAb及循环纤维标记物(III型前胶原N末端肽、I型前胶原C末端肽、半乳糖凝集素3)水平,采用相关分析研究血清β1ARAb水平与一般临床资料、循环纤维标记物、左心房内径的相关性。结果:1)免疫组和对照组基线血清β1ARAb滴度差异无统计学意义,从第二周开始免疫组的血清β1ARAb滴度逐渐增加,与基线相比差异均有统计学意义,而对照组各时间点的血清β1ARAb滴度与基线相比差异无统计学意义。免疫组和对照组基线血清cAMP水平差异无统计学意义,而造模结束后免疫组血清cAMP水平高于对照组。与对照组相比,八周造模完成后免疫组左心房β1AR蛋白的表达明显降低。电生理检查显示免疫组兔静息心率高于对照组、AERP低于对照组、总诱发心律失常发生率高于对照组、且房颤诱发率高于对照组,两组自发性房颤发生率差异无统计学意义。免疫组左心耳电传导速度明显降低,传导异质性指数明显增加;2)根据质谱结果,蛋白组学鉴定的差异表达蛋白结果可靠、重复性好。共鉴定到4043个蛋白,其中3429个可定量,根据设定的差异阈值,共鉴定出两组有213个差异表达蛋白,其中表达上调蛋白88个,表达下调蛋白125个。根据基因本体论富集、京都基因与基因组百科全书富集、聚类分析等生物信息学分析结果,免疫组和对照组左心房差异表达蛋白在细胞生物学及分子生物学行为中发挥着重要作用,如细胞代谢、胶原及纤维连接、脂质代谢、细胞外基质等,两组差异表达蛋白参与了自身免疫通路和细胞纤维合成通路;3)免疫组造模后的左心房内径较基线状态、对照组造模后均明显增加,对照组造模前后左心房内径无明显变化。免疫组造模后的LVEF较基线状态、对照组造模后均明显降低,对照组造模前后LVEF无明显变化。HE染色显示对照组心肌细胞排列规则且紧密、间质少且纤维形态规则、排列整齐,免疫组心肌细胞散乱,心肌细胞核大小不规则且清晰度差,细胞外基质明显增多。马松染色和天狼猩红染色均显示对照组心肌细胞间的胶原纤维量少,而免疫组可见大量的胶原组织分布于心肌细胞间,甚至相互连接呈网状,整体分布不均匀。定量结果显示免疫组左心房组织纤维化面积比高于对照组。相关分析结果显示造模八周后的血清β1ARAb水平与左心房纤维面积比之间存在显着的正相关。透射电镜显示对照组心肌细胞核膜完整、胞浆丰富、排列整齐,免疫组可见心肌细胞自噬、纤维增生、纤维溶解、断裂、线粒体肿胀、空泡化等病理改变。Western blot和实时荧光定量PCR结果显示免疫组的I型胶原蛋白、III型胶原蛋白、TGF-β1、Smad3的表达增加,Smad7表达量下降;4)左心房内径扩大的阵发性房颤患者的β1ARAb水平高于左心房内径较低者、LVEF水平低于左心房内径较低者。相关性分析显示血清β1ARAb水平与患者的各项临床指标均无相关性,与循环纤维标志物水平呈正相关,与左心房内径呈正相关。结论:给予β1AR的ECL2多次注射可成功建立β1ARAb表达增强的主动免疫模型,该模型出现房颤诱发率增高、AERP缩短、心房传导速度减慢、传导异质性增加的电生理学表现。蛋白质组学及生物信息学发现纤维化通路参与β1ARAb表达增强介导的心房重塑的分子生物学过程。β1ARAb表达增强可导致心房扩大、心功能降低、间质纤维化面积增加、纤维化相关蛋白分子表达上调,且β1ARAb水平与纤维化面积呈正相关。阵发性房颤患者中血清β1ARAb水平与心房纤维化循环标记物及左心房内径呈正相关。