引用本文： 張培德, 李飛, 喬恩, 王巍. 黏著斑激酶介導信號通路在瓣膜性心房顫動心房纖維化中的研究. 中國胸心血管外科臨床雜志, 2019, 26(4): 379-384. doi: 10.7507/1007-4848.201807058 復制
心房顫動（房顫，AF）是臨床實踐中最常見的心律失常，是造成發病率和死亡率的一個重要原因，隨著人口老齡化，預計在未來幾年會有更多的房顫患者[1]。據統計，瓣膜性房顫約占全部房顫患者的 30%，其繼發于二尖瓣病變，不僅會損害心臟功能，而且會增加血栓栓塞的風險[2]。瓣膜性房顫持續時間長，往往伴隨著心房結構重構，如心房擴大及纖維化，這些變化是引起心律失常的重要因素，兩者相互關聯[3]。心房肌中膠原纖維的過度產生使心房肌細胞的連續性受到破壞，導致傳導異常，為心房異位起搏提供了基質環境，從而引發房顫。房顫的發生發展過程反過來又能加劇膠原纖維異常升高和聚集，加重心房纖維化。目前對于心室纖維化和心室結構重塑的研究已較為透徹和深入[4]，然而對于心房纖維化的發生機制尚不明確，需要深入探索。
黏著斑激酶（focal adhesion kinase，FAK）是一個分子量為 125 kDa 的非受體酪氨酸蛋白激酶，主要結合于整合素受體的相關位點并被激活。它的主要作用是調節細胞間和細胞與細胞外基質間的粘附，保持細胞間正常的結構和功能。除此之外，FAK 在許多生物學過程中也起著重要調節作用，如細胞遷移、細胞增殖和生存[5]。既往研究已經發現 FAK 能夠通過轉化生長因子 β1（TGFβ1）調節成纖維細胞的分化過程，TGFβ1 已被證實無論在體外還是體內均可以誘導纖維母細胞向成纖維細胞方向分化，從而上調 α-平滑肌肌動蛋白（α-SMA），被認為是一種成纖維細胞的表型標志物[6]。研究表明，雷帕霉素靶蛋白/核糖體 S6 蛋白激酶（mTOR/S6K）復合體以及細胞外調節蛋白激酶 1/2（ERK1/2）信號通路是通過 FAK 介導的下游信號通路，這些信號通路參與許多疾病的纖維化過程，有些甚至起關鍵作用，如肝纖維化、肺纖維化等是細胞分化信號傳導通路的重要組成部分[7]。
由此我們推測，FAK 及其下游信號可能參與瓣膜性房顫患者心房纖維化過程中的某些步驟，在分子水平上可能與纖維化形成有某種潛在的聯系。因此，本研究旨在探討瓣膜性房顫纖維化改變和 FAK 及其下游信號通路（主要是 AKT/S6K 信號通路以及 ERK1/2 信號通路）在瓣膜性房顫患者心房肌纖維化中的變化。
1 資料與方法
1.1 患者選擇與標本處理
共有 45 例二尖瓣狹窄為主的患者入選，絕大多數伴有二尖瓣及三尖瓣反流，入選時間為 2016 年 7 月至 2017 年 4 月。根據有無房顫被分為兩組，一組為被心電圖（ECG）確診的非家族性瓣膜性房顫（CAF，AF≥6 個月，n=25），有心悸等癥狀的患者，另一組為同期收集無房顫發生的竇性心律二尖瓣疾病患者（SR，n=20）。竇性心律患者通過直接詢問病史得知他們從未有過房顫癥狀，并且在整個術前回顧性分析 12 導聯心電圖，排除房顫發生。兩組患者發病均長于 3年，差異無統計學意義。本研究患者入選的排除標準為甲狀腺功能亢進、慢性心力衰竭、病態竇房結綜合征、家族性孤立性房顫、慢性肺源性心臟病、心肌病、腎臟疾病和二次接受心臟手術患者。患者術前心功能使用紐約心功能分級（NYHA）評定。所有入組本次研究的患者都簽署了知情同意，所有涉及人體組織應用的過程都經過阜外醫院倫理委員會的嚴格審查，并審核通過。
患者的組織標本均在阜外醫院獲得。患者的心耳組織于手術體外循環轉機后和（或）射頻消融前獲得，切得的心耳用于組織病理學檢查和蛋白質提取。
1.2 病理分析和纖維化定量
置于 10% 福爾馬林溶液中的心耳組織行 H&E 染色和 Masson 染色，加入 α-SMA 和 Y397-FAK 行免疫組織化學染色；在每例患者樣品的 Masson 染色切片中隨機選取 4 張作為纖維化定量標本，每張切面置于 Olympus BX51 光學顯微鏡下，隨機選取觀察 5 個不同視野，在此染色切片中，心肌細胞顯示呈紅色，膠原纖維顯示呈藍色。心肌內膜（心肌細胞之間纖維化）間的膠原纖維算為纖維化區域，心肌束膜間的膠原纖維由于本身就存在而不包括在纖維化區域內。在 40×物鏡、10×拍攝鏡（放大倍數為 400 倍）下用 QIMAGING MicroPublisher 5.0 R7V 照相系統對視野中合適的圖像進行采集。用 Image-Pro Plus 6.0 圖像分析系統對心房肌組織中的膠原纖維進行定量分析。纖維化面積分數=膠原纖維面積/視野總面積×100%。
1.3 組織蛋白提取和蛋白免疫印跡
按標準方法配制 SDS-PAGE 凝膠，以 30 μg/孔上樣組織蛋白，雜交一抗為多克隆兔抗 Y397-FAK（1∶200），多克隆兔抗 α-SMA（1∶400），單克隆兔抗 FAK（1∶1000）（abcam，美國）；單克隆兔抗 Y397-FAK（1∶1000），多克隆兔抗 FAK（1∶1000），單克隆兔抗 S473-AKT（1∶2000），單克隆兔抗 AKT（1∶1000），單克隆兔抗 T389-p70S6K（1∶1000），單克隆兔抗 p70S6K（1∶1000），單克隆兔抗 P44/42-ERK1/2（1∶1000），單克隆兔抗 ERK1/2（1∶1000）（Cell signaling，美國）；單克隆鼠 GAPDH（1∶5000），進行電轉，洗膜后加顯色液，攝像并通過 Quantity One 軟件包半定量分析目的蛋白條帶，結果以信號強度與面積的乘積（INT×mm2）表示。
1.4 統計學分析
t檢驗用于兩個組間連續變量的比較，方差分析用于 3 組或 3 組以上變量間的比較。連續變量資料的值表示為均數±標準差（
±s）。卡方檢驗用于兩組分類變量間的比較。使用 SPSS17.0 進行統計分析。P<0.05 時差異有統計學意義。
2 結果
2.1 患者臨床特點
表 1 總結了患者的臨床特征，本研究招募的患者中，房顫組的射血分數和左心室舒張末期內徑稍低，肺動脈壓力稍高，但兩組間心臟功能并沒有顯著差異。由于長期持久的房顫，這組患者左心房內徑明顯擴大（P<0.01）。此外，在洋地黃和血管緊張素轉化酶抑制劑（ACEI）的使用上房顫組和竇性心律組差異也有統計學意義（P<0.01）。
表1
患者臨床資料（例/
）
2.2 病理檢測分析
H&E 染色顯示在房顫組患者心耳組織中心房肌排列紊亂，細胞肥大（圖 1a），竇性心律患者相對整齊（圖 1b）。由于納入的患者均患有二尖瓣疾病，故兩組都顯現出來顯著的間質改變，但是房顫組纖維化程度更為顯著并出現了心房肌細胞溶解現象，心房肌細胞被纖維間質分為多枝，形成纖維間隔，細胞核也變得不均一（圖 1c）。房顫組纖維化分數（7.61%±0.47%）明顯高于竇性心律組（3.55%±0.31%），提示心房顫動與心房纖維化的某種潛在聯系（圖 1e）。
圖1
兩組房顫患者心耳組織和心房肌細胞的 H&E 和 Masson 染色 （×400）
a：房顫組心耳組織；b：竇性心律組心耳組織；c：房顫組心房心肌細胞；d：竇性心律組心房心肌細胞；e：兩組心房纖維化程度；箭頭表示心房肌細胞溶解；兩組間在纖維化程度上差異明顯；柱狀圖值表示均數±標準差（）；*：
免疫組織化學染色可以對組織細胞及細胞外基質中 α-SMA 和 FAK 的表達量和表達位置進行確定。在竇性心律患者的心房樣品中，只在間質和少量心房肌細胞能看到稀少的 α-SMA 分布（圖 2b），磷酸化 Y397- FAK 只限于表達在心肌細胞中，并且表達量較少（圖 2d）。在房顫組中，豐富的 α-SMA 表達在心房肌細胞內和胞外間質，毛細血管周圍也有表達增加（圖 2a），磷酸化 Y397-FAK 表達增強，并從心房肌細胞內擴展到胞外間質（圖 2c），這與該組患者心房較高纖維化程度的結果一致。
圖2
α-SMA 和 Y397-FAK 在房顫組（a，c）和竇性心律組（b，d）的免疫組織化學染色（×400）
AF：房顫組；SR：竇性心律組；其中棕色為過表達的蛋白分子
2.3 組織蛋白免疫印跡分析
利用 Western blotting 研究瓣膜性房顫患者和竇性心律患者心房組織中 FAK 及其調節的兩個下游通路 AKT/S6K 以及 ERK1/2 的變化。與竇性心律組蛋白免疫印跡結果相比，房顫組中的 α-SMA 表達升高，進一步證實了該組較高程度的纖維化。磷酸化 Y397-FAK 表達顯著并伴有磷酸化 S473-AKT 和磷酸化 T389-p70S6K 的表達，但磷酸化 ERK1/2 的變化不顯著（圖 3）。
圖3
兩組心房組織蛋白免疫印跡分析
a：心耳組織 WB 圖，α-SMA，FAK，AKT，S6K 和 ERK1/2 的代表性條帶；b：縱坐標示房顫組與竇性心律組上述蛋白 WB 條帶光密度比，柱狀圖值表示均數±標準差（）；*：
3 討論
瓣膜性房顫指繼發于瓣膜性二尖瓣心臟病或人工瓣置換術后出現的房顫[2]，這種房顫血栓栓塞發生率高，持續時間長，對于這類房顫的藥物治療和射頻消融術效果往往不佳[8]，這種心房結構重構為房顫的維持和發展提供基質。心房纖維化源于細胞外基質膠原纖維的大量沉積，纖維母細胞不斷分化為成纖維細胞，繼而產生大量的膠原蛋白，逐步取代退化的心肌細胞。間質的不斷擴展使得心肌細胞間的連續性受到破壞而發生電信號沖動的傳播障礙[9]。在本研究中，我們發現二尖瓣疾病伴房顫患者有著顯著的心房纖維化和心房肌細胞的退行性變化。心房纖維化涉及多個因素，如腎素-血管緊張素系統、TGFβ1、氧化應激和炎癥[10]，但是其具體機制尚不明確。很顯然，心房纖維化作為器質性心臟病的一個病理終點影響心房組織的正常傳導，為房顫的發生與發展提供環境，反過來，心房持續顫動破壞心房肌結構和功能，促進心房纖維化的形成，兩者相互影響，互為因果，形成惡性循環。纖維化過程發生于組織水平、細胞水平乃至分子水平。
我們選作 FAK 介導的下游通路 AKT/S6K 以及 ERK1/2 作為研究通路。FAK 中的酪氨酸殘基 397 可以和其分子內的一種被稱做 FERM 激酶結構域的亞結構相互作用，一旦這個酪氨酸殘基 397 被 FERM 結構域激活，此位點就會征募 Src 家族的激酶[11]，從而激活 AKT 發揮細胞調節作用[12]。此外，ERK1/2 信號通路是絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）信號通路的其中一個亞族，它在細胞生存、增殖、分化和運動等方面起關鍵作用[13]，膜結合小 G 蛋白 Ras 與 FAK 磷酸化的酪氨酸 925 位點結合能激活 MAP 激酶 Raf-1，它能激活 MAPK 激酶 MEK1/2，繼而激活 ERK1/2 使其磷酸化[14]。
近年來研究已經表明，FAK 在心血管系統中發揮非常重要的作用。有文獻報道，在心肌梗死小鼠模型中，特異性抑制 FAK 能夠有效抑制小鼠心肌纖維化以及心臟結構重構，減少纖維化應答，并且能保留部分心臟功能，延緩心功能失代償[15-16]。本研究發現 FAK 在瓣膜性房顫患者心房纖維化中發生了改變，FAK 磷酸化表達量在纖維化心房肌中表達增多，提示其可能參與纖維化過程。FAK 下游的 AKT/S6K 信號轉導通路至關重要，因為它涉及許多重要細胞活動的上游調節，并包含許多細胞活動重要的組件，我們發現磷酸化 AKT 和 p70S6K 在纖維化心房肌中的蛋白表達尤為顯著（圖 3），可能提示 FAK 介導的 AKT/S6K 信號通路的確與心房纖維化相關，與成纖維細胞分化過程聯系緊密。FAK 介導的另一條信號通路 ERK1/2 并沒有顯著的變化，這個結論與既往報道中關于 TGF-β1 能激活 ERK1/2 而促進成纖維細胞分化的結論不一致[17-18]，故推斷在成纖維細胞分化過程中有可能存在組織特異性或是參與了其他調節途徑。但是否與上述推測相符合，還需要進一步的研究。
本研究雖然觀察到瓣膜性房顫患者心房肌纖維化病理改變和 FAK 介導的 AKT/S6K 信號通路的變化，但未證實在動物實驗中抑制該蛋白能否阻止成纖維細胞分化或延緩心房纖維化的進展，仍需進一步研究。未來希望通過敲出 FAK 基因或特異性心房表達 FAK，從而檢測 FAK 及其下游分子對心房纖維化及房顫的影響。
綜上所述，本研究發現瓣膜性房顫患者都存在較大程度的心房肌纖維化，這種因結構重構而發生的異位起搏和異位傳導就很難被逆轉，FAK 可能通過介導其下游的 AKT/S6K 信號通路參與成纖維細胞分化過程，應是心房纖維化過程中的一個關鍵分子。這些結果可能為研究瓣膜性房顫結構重構的機制提供新的見解和研究路徑，也為房顫的預防和治療提供了一個理想的干預靶位。
心房顫動（房顫，AF）是臨床實踐中最常見的心律失常，是造成發病率和死亡率的一個重要原因，隨著人口老齡化，預計在未來幾年會有更多的房顫患者[1]。據統計，瓣膜性房顫約占全部房顫患者的 30%，其繼發于二尖瓣病變，不僅會損害心臟功能，而且會增加血栓栓塞的風險[2]。瓣膜性房顫持續時間長，往往伴隨著心房結構重構，如心房擴大及纖維化，這些變化是引起心律失常的重要因素，兩者相互關聯[3]。心房肌中膠原纖維的過度產生使心房肌細胞的連續性受到破壞，導致傳導異常，為心房異位起搏提供了基質環境，從而引發房顫。房顫的發生發展過程反過來又能加劇膠原纖維異常升高和聚集，加重心房纖維化。目前對于心室纖維化和心室結構重塑的研究已較為透徹和深入[4]，然而對于心房纖維化的發生機制尚不明確，需要深入探索。
黏著斑激酶（focal adhesion kinase，FAK）是一個分子量為 125 kDa 的非受體酪氨酸蛋白激酶，主要結合于整合素受體的相關位點并被激活。它的主要作用是調節細胞間和細胞與細胞外基質間的粘附，保持細胞間正常的結構和功能。除此之外，FAK 在許多生物學過程中也起著重要調節作用，如細胞遷移、細胞增殖和生存[5]。既往研究已經發現 FAK 能夠通過轉化生長因子 β1（TGFβ1）調節成纖維細胞的分化過程，TGFβ1 已被證實無論在體外還是體內均可以誘導纖維母細胞向成纖維細胞方向分化，從而上調 α-平滑肌肌動蛋白（α-SMA），被認為是一種成纖維細胞的表型標志物[6]。研究表明，雷帕霉素靶蛋白/核糖體 S6 蛋白激酶（mTOR/S6K）復合體以及細胞外調節蛋白激酶 1/2（ERK1/2）信號通路是通過 FAK 介導的下游信號通路，這些信號通路參與許多疾病的纖維化過程，有些甚至起關鍵作用，如肝纖維化、肺纖維化等是細胞分化信號傳導通路的重要組成部分[7]。
由此我們推測，FAK 及其下游信號可能參與瓣膜性房顫患者心房纖維化過程中的某些步驟，在分子水平上可能與纖維化形成有某種潛在的聯系。因此，本研究旨在探討瓣膜性房顫纖維化改變和 FAK 及其下游信號通路（主要是 AKT/S6K 信號通路以及 ERK1/2 信號通路）在瓣膜性房顫患者心房肌纖維化中的變化。
1 資料與方法
1.1 患者選擇與標本處理
共有 45 例二尖瓣狹窄為主的患者入選，絕大多數伴有二尖瓣及三尖瓣反流，入選時間為 2016 年 7 月至 2017 年 4 月。根據有無房顫被分為兩組，一組為被心電圖（ECG）確診的非家族性瓣膜性房顫（CAF，AF≥6 個月，n=25），有心悸等癥狀的患者，另一組為同期收集無房顫發生的竇性心律二尖瓣疾病患者（SR，n=20）。竇性心律患者通過直接詢問病史得知他們從未有過房顫癥狀，并且在整個術前回顧性分析 12 導聯心電圖，排除房顫發生。兩組患者發病均長于 3年，差異無統計學意義。本研究患者入選的排除標準為甲狀腺功能亢進、慢性心力衰竭、病態竇房結綜合征、家族性孤立性房顫、慢性肺源性心臟病、心肌病、腎臟疾病和二次接受心臟手術患者。患者術前心功能使用紐約心功能分級（NYHA）評定。所有入組本次研究的患者都簽署了知情同意，所有涉及人體組織應用的過程都經過阜外醫院倫理委員會的嚴格審查，并審核通過。
患者的組織標本均在阜外醫院獲得。患者的心耳組織于手術體外循環轉機后和（或）射頻消融前獲得，切得的心耳用于組織病理學檢查和蛋白質提取。
1.2 病理分析和纖維化定量
置于 10% 福爾馬林溶液中的心耳組織行 H&E 染色和 Masson 染色，加入 α-SMA 和 Y397-FAK 行免疫組織化學染色；在每例患者樣品的 Masson 染色切片中隨機選取 4 張作為纖維化定量標本，每張切面置于 Olympus BX51 光學顯微鏡下，隨機選取觀察 5 個不同視野，在此染色切片中，心肌細胞顯示呈紅色，膠原纖維顯示呈藍色。心肌內膜（心肌細胞之間纖維化）間的膠原纖維算為纖維化區域，心肌束膜間的膠原纖維由于本身就存在而不包括在纖維化區域內。在 40×物鏡、10×拍攝鏡（放大倍數為 400 倍）下用 QIMAGING MicroPublisher 5.0 R7V 照相系統對視野中合適的圖像進行采集。用 Image-Pro Plus 6.0 圖像分析系統對心房肌組織中的膠原纖維進行定量分析。纖維化面積分數=膠原纖維面積/視野總面積×100%。
1.3 組織蛋白提取和蛋白免疫印跡
按標準方法配制 SDS-PAGE 凝膠，以 30 μg/孔上樣組織蛋白，雜交一抗為多克隆兔抗 Y397-FAK（1∶200），多克隆兔抗 α-SMA（1∶400），單克隆兔抗 FAK（1∶1000）（abcam，美國）；單克隆兔抗 Y397-FAK（1∶1000），多克隆兔抗 FAK（1∶1000），單克隆兔抗 S473-AKT（1∶2000），單克隆兔抗 AKT（1∶1000），單克隆兔抗 T389-p70S6K（1∶1000），單克隆兔抗 p70S6K（1∶1000），單克隆兔抗 P44/42-ERK1/2（1∶1000），單克隆兔抗 ERK1/2（1∶1000）（Cell signaling，美國）；單克隆鼠 GAPDH（1∶5000），進行電轉，洗膜后加顯色液，攝像并通過 Quantity One 軟件包半定量分析目的蛋白條帶，結果以信號強度與面積的乘積（INT×mm2）表示。
1.4 統計學分析
t檢驗用于兩個組間連續變量的比較，方差分析用于 3 組或 3 組以上變量間的比較。連續變量資料的值表示為均數±標準差（±s）。卡方檢驗用于兩組分類變量間的比較。使用 SPSS17.0 進行統計分析。P<0.05 時差異有統計學意義。
2 結果
2.1 患者臨床特點
表 1 總結了患者的臨床特征，本研究招募的患者中，房顫組的射血分數和左心室舒張末期內徑稍低，肺動脈壓力稍高，但兩組間心臟功能并沒有顯著差異。由于長期持久的房顫，這組患者左心房內徑明顯擴大（P<0.01）。此外，在洋地黃和血管緊張素轉化酶抑制劑（ACEI）的使用上房顫組和竇性心律組差異也有統計學意義（P<0.01）。
表1
患者臨床資料（例/）
2.2 病理檢測分析
H&E 染色顯示在房顫組患者心耳組織中心房肌排列紊亂，細胞肥大（圖 1a），竇性心律患者相對整齊（圖 1b）。由于納入的患者均患有二尖瓣疾病，故兩組都顯現出來顯著的間質改變，但是房顫組纖維化程度更為顯著并出現了心房肌細胞溶解現象，心房肌細胞被纖維間質分為多枝，形成纖維間隔，細胞核也變得不均一（圖 1c）。房顫組纖維化分數（7.61%±0.47%）明顯高于竇性心律組（3.55%±0.31%），提示心房顫動與心房纖維化的某種潛在聯系（圖 1e）。
圖1
兩組房顫患者心耳組織和心房肌細胞的 H&E 和 Masson 染色 （×400）
a：房顫組心耳組織；b：竇性心律組心耳組織；c：房顫組心房心肌細胞；d：竇性心律組心房心肌細胞；e：兩組心房纖維化程度；箭頭表示心房肌細胞溶解；兩組間在纖維化程度上差異明顯；柱狀圖值表示均數±標準差（）；*：
免疫組織化學染色可以對組織細胞及細胞外基質中 α-SMA 和 FAK 的表達量和表達位置進行確定。在竇性心律患者的心房樣品中，只在間質和少量心房肌細胞能看到稀少的 α-SMA 分布（圖 2b），磷酸化 Y397- FAK 只限于表達在心肌細胞中，并且表達量較少（圖 2d）。在房顫組中，豐富的 α-SMA 表達在心房肌細胞內和胞外間質，毛細血管周圍也有表達增加（圖 2a），磷酸化 Y397-FAK 表達增強，并從心房肌細胞內擴展到胞外間質（圖 2c），這與該組患者心房較高纖維化程度的結果一致。
圖2
α-SMA 和 Y397-FAK 在房顫組（a，c）和竇性心律組（b，d）的免疫組織化學染色（×400）
AF：房顫組；SR：竇性心律組；其中棕色為過表達的蛋白分子
2.3 組織蛋白免疫印跡分析
利用 Western blotting 研究瓣膜性房顫患者和竇性心律患者心房組織中 FAK 及其調節的兩個下游通路 AKT/S6K 以及 ERK1/2 的變化。與竇性心律組蛋白免疫印跡結果相比，房顫組中的 α-SMA 表達升高，進一步證實了該組較高程度的纖維化。磷酸化 Y397-FAK 表達顯著并伴有磷酸化 S473-AKT 和磷酸化 T389-p70S6K 的表達，但磷酸化 ERK1/2 的變化不顯著（圖 3）。
圖3
兩組心房組織蛋白免疫印跡分析
a：心耳組織 WB 圖，α-SMA，FAK，AKT，S6K 和 ERK1/2 的代表性條帶；b：縱坐標示房顫組與竇性心律組上述蛋白 WB 條帶光密度比，柱狀圖值表示均數±標準差（）；*：
3 討論
瓣膜性房顫指繼發于瓣膜性二尖瓣心臟病或人工瓣置換術后出現的房顫[2]，這種房顫血栓栓塞發生率高，持續時間長，對于這類房顫的藥物治療和射頻消融術效果往往不佳[8]，這種心房結構重構為房顫的維持和發展提供基質。心房纖維化源于細胞外基質膠原纖維的大量沉積，纖維母細胞不斷分化為成纖維細胞，繼而產生大量的膠原蛋白，逐步取代退化的心肌細胞。間質的不斷擴展使得心肌細胞間的連續性受到破壞而發生電信號沖動的傳播障礙[9]。在本研究中，我們發現二尖瓣疾病伴房顫患者有著顯著的心房纖維化和心房肌細胞的退行性變化。心房纖維化涉及多個因素，如腎素-血管緊張素系統、TGFβ1、氧化應激和炎癥[10]，但是其具體機制尚不明確。很顯然，心房纖維化作為器質性心臟病的一個病理終點影響心房組織的正常傳導，為房顫的發生與發展提供環境，反過來，心房持續顫動破壞心房肌結構和功能，促進心房纖維化的形成，兩者相互影響，互為因果，形成惡性循環。纖維化過程發生于組織水平、細胞水平乃至分子水平。
我們選作 FAK 介導的下游通路 AKT/S6K 以及 ERK1/2 作為研究通路。FAK 中的酪氨酸殘基 397 可以和其分子內的一種被稱做 FERM 激酶結構域的亞結構相互作用，一旦這個酪氨酸殘基 397 被 FERM 結構域激活，此位點就會征募 Src 家族的激酶[11]，從而激活 AKT 發揮細胞調節作用[12]。此外，ERK1/2 信號通路是絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）信號通路的其中一個亞族，它在細胞生存、增殖、分化和運動等方面起關鍵作用[13]，膜結合小 G 蛋白 Ras 與 FAK 磷酸化的酪氨酸 925 位點結合能激活 MAP 激酶 Raf-1，它能激活 MAPK 激酶 MEK1/2，繼而激活 ERK1/2 使其磷酸化[14]。
近年來研究已經表明，FAK 在心血管系統中發揮非常重要的作用。有文獻報道，在心肌梗死小鼠模型中，特異性抑制 FAK 能夠有效抑制小鼠心肌纖維化以及心臟結構重構，減少纖維化應答，并且能保留部分心臟功能，延緩心功能失代償[15-16]。本研究發現 FAK 在瓣膜性房顫患者心房纖維化中發生了改變，FAK 磷酸化表達量在纖維化心房肌中表達增多，提示其可能參與纖維化過程。FAK 下游的 AKT/S6K 信號轉導通路至關重要，因為它涉及許多重要細胞活動的上游調節，并包含許多細胞活動重要的組件，我們發現磷酸化 AKT 和 p70S6K 在纖維化心房肌中的蛋白表達尤為顯著（圖 3），可能提示 FAK 介導的 AKT/S6K 信號通路的確與心房纖維化相關，與成纖維細胞分化過程聯系緊密。FAK 介導的另一條信號通路 ERK1/2 并沒有顯著的變化，這個結論與既往報道中關于 TGF-β1 能激活 ERK1/2 而促進成纖維細胞分化的結論不一致[17-18]，故推斷在成纖維細胞分化過程中有可能存在組織特異性或是參與了其他調節途徑。但是否與上述推測相符合，還需要進一步的研究。
本研究雖然觀察到瓣膜性房顫患者心房肌纖維化病理改變和 FAK 介導的 AKT/S6K 信號通路的變化，但未證實在動物實驗中抑制該蛋白能否阻止成纖維細胞分化或延緩心房纖維化的進展，仍需進一步研究。未來希望通過敲出 FAK 基因或特異性心房表達 FAK，從而檢測 FAK 及其下游分子對心房纖維化及房顫的影響。
綜上所述，本研究發現瓣膜性房顫患者都存在較大程度的心房肌纖維化，這種因結構重構而發生的異位起搏和異位傳導就很難被逆轉，FAK 可能通過介導其下游的 AKT/S6K 信號通路參與成纖維細胞分化過程，應是心房纖維化過程中的一個關鍵分子。這些結果可能為研究瓣膜性房顫結構重構的機制提供新的見解和研究路徑，也為房顫的預防和治療提供了一個理想的干預靶位。
