背景与目的心房颤动(atrial fibrillation,AF)是一种最常见的持续性心律失常,目前房颤是导致各种心血管疾病发病及死亡的主要原因之一。已有研究发现,房颤是一种遗传异质性疾病,与多种遗传因素密切相关,已知多种染色体异常及基因突变可以导致房颤发作。尽管通过对特异性基因以及全基因组关联研究发现了一些房颤的相关基因变异并且阐明房颤的遗传性,但是大部分房颤仍然无法单纯用基因突变来解释。表观遗传调控是控制基因表达方面的重要机制,它在一种潜在的遗传途径中发挥作用。DNA甲基化被认为是影响表观遗传学的重要驱动因素之一,目前已有众多研究指出DNA甲基化在许多细胞生物过程中扮演着重要且不断发展的角色,这些进程包括细胞发展、细胞分化和DNA-蛋白质的相互作用等等。越来越多的证据表明,外部刺激包括环境和生活方式可能通过表达异常的DNA甲基化模式影响基因表达状态。这种“外部刺激-DNA甲基化-基因表达"模式很大程度上有助于解释很多疾病的发生机制。本研究旨在使用高密度全基因组CpG甲基化芯片筛选了永久性房颤病人左心房组织的DNA甲基化并与健康正常窦性心律(SR)患者的左心房组织进行比较。基于不同的甲基化基因分析房颤相关的生物学进程和通路,探索发颤的发病机制。实验方法我们对永久性房颤病人(n=7)及来自于健康窦性心律捐献者(n=4)的左房组织进行全基因组甲基化分析,并对不同的甲基化基因进行生物学功能分析,然后对基因组甲基化和mRNA的表达进行整体分析。对候选基因使用qRT_PCR的方法进行验证。实验结果1.通过分析我们在纤维颤动的左心房组织中确定了412个高度甲基化和450低度甲基化CpG位点(214个高度甲基化的基因,240个低度甲基化的基因)(P<0.05,FDR<0.05,|β|>0.17),其中70.4%高度甲基化的位点以及56.0%低度甲基化的位点位于基因编码区.在412个高度甲基化的CpG位点中,189(45.9%)个位点被定位在基因体中,133(32.3%)个位点被定位于基因间区域。约一半(47.1%)的高度甲基化的位点位于CGI以外。同样,在450个低度甲基化的位点中,178(45.9%)个位点被定位在基因体中,177(32.3%)个位点被定位于基因间区域。(58.0%)的低度高度甲基化的位点位于CGI以外。位于CGIs内有90个高度甲基化的位点和38个低度甲基化的位点,其分别对应32及25个差异表达的基因。2.我们发现房颤病人中异常的加甲化基因不仅参与了炎症,钠-钾离子通道,纤维化的激活而且还降低了脂质代谢等生物学进程。除此之外,在所有房颤病人中我们还发现了与房颤发生高度关联位点PITX2(4q25)和CCDC141(2q31)的高度甲基化状态,以及位点CACNA1C(12p13)的较低程度的甲基化状态。与窦性心律病人相比,房颤病人中与房颤相关联的基因中存在420个上调的基因以及567个下调的基因,这其中有12个低度甲基化的基因以及8个高度甲基化的基因(|β|>0.2,P<0.05)。随后我们在这20个基因中选择的四个基因进行qRT-PCR验证,结果证实了DNA甲基化对于基因表达的抑制作用。结论异常的DNA甲基化状态在房颤病人中是一个常见的现象,并且在基因表达的过程中DNA甲基化的调控机制对于房颤的发生发挥着重要作用。除此之外我们还发现了一些与房颤发生高度相关的位点,这可能是房颤发生的启动子。