KCNQ1-R259H突變致SQT2的細(xì)胞電生理機(jī)制研究.pdf

1、背景:短QT綜合征(SQTS)是一種離子通道基因突變導(dǎo)致惡性心律失常的遺傳性疾病?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)7種SQTS亞型(SQT1～SQT7)。迄今，對(duì)SQT2的發(fā)病機(jī)制還了解甚少，尤其是SQT2的突變基因KCNQ1-R259H，國(guó)外雖有檢出該基因，但并未對(duì)其進(jìn)行電生理檢測(cè)，且在國(guó)內(nèi)尚未見(jiàn)檢測(cè)出該基因的相關(guān)報(bào)道。目的:于SQTS患者中篩選突變基因，研究KCNQ1-R259H致SQT2的作用，并利用膜片鉗技術(shù)研究KCNQ1-R259H的電流學(xué)特征和對(duì)動(dòng)

2、作電位的影響，探索SQT2的發(fā)病機(jī)制。
　　方法:
　　1.收集SQTS患者，發(fā)現(xiàn)SQTS家系，分析其臨床資料，進(jìn)行(KCNH2，KCNQ1，KCNJ2，CACNA1c，CACNB2b，CACNA2D1和SCN5A)基因篩查，篩選出KCNQ1突變型基因R259H。
　　2.將野生型(WT) KCNQ1和突變型R259H基因構(gòu)建成質(zhì)粒分別轉(zhuǎn)染并表達(dá)于HEK-293細(xì)胞;用膜片鉗檢測(cè)電流和動(dòng)作電位，運(yùn)用Western bl

3、ot技術(shù)檢測(cè)通道蛋白表達(dá)，用共聚焦顯微鏡檢測(cè)通道蛋白的細(xì)胞膜分布。
　　結(jié)果:
　　1.先證者為男性，20歲，靜息狀態(tài)心電圖示，QTc=310 ms，T波高尖、對(duì)稱(chēng)，于休息狀態(tài)出現(xiàn)心臟停搏(CA)，后植入ICD;家庭成員ECG的主要相關(guān)參數(shù)Ⅱ-2:QTc=300m;Ⅲ-1: QTc=310 ms;Ⅲ-2: QTc=310 ms?；驕y(cè)序篩選出致SQT2的突變基因R259H，發(fā)現(xiàn)其在KCNQ1基因編碼的氨基酸序列259位點(diǎn)由精

4、氨酸突變?yōu)榻M氨酸。
　　2.WT-KCNQ1電流呈類(lèi)似三角形，而R259H-KCNQ1電流出現(xiàn)典型的矩形。去極化時(shí)間為1s時(shí)，R259H突變型電流是野生型的3倍。R259H-KCNQ1時(shí)間依賴(lài)性電流密度較WT-KCNQ1顯著增加(R259H vs.WT:173.2±28.5 vs.86.9±16.9pA/pF);尾電流密度也明顯加大(R259H vs.WT:65.3±8.6 pA/pF vs.29.7±8.5pA/pF)。因此確定

5、R259H-KCNQ1突變?yōu)楣δ塬@得型突變，可致IKs密度增加。
　　3.關(guān)于通道滅活時(shí)間常數(shù)曲線的研究，當(dāng)激活電壓超過(guò)-100 mV，R259H-KCNQ1滅活時(shí)間常數(shù)值明顯大于WT-KCNQ1(Tau R259H-KCNQ1:3113.0±175.0 ms，Tau WT-KCNQ1:1778.4±193.4 ms)。提示R259H-KCNQ1具有緩慢滅活的特征，這可能是突變電流增加的主要原因。
　　4.對(duì)R259H突變型

6、通道動(dòng)力學(xué)和細(xì)胞膜通道蛋白表達(dá)的研究，表明電流的增加和致SQT2的機(jī)制是由電壓門(mén)控性質(zhì)的改變引起，而非由蛋白表達(dá)量的改變引起。5.在HEK-293細(xì)胞上，構(gòu)建出動(dòng)作電位，對(duì)野生型和突變型APD20，APD50，APD90進(jìn)行比較后可見(jiàn)，APD20和APD50野生型和突變型無(wú)明顯差異;R259H-APD90較WT-APD90明顯縮短(R259H-AP:87.56±7.60 ms vs.WT-AP:117.64±12.20ms，n=9，P＜

7、0.01)，提示R259H突變型具有明顯縮短APD90的特征。
　　結(jié)論:
　　1.SQT2先證者靜息狀態(tài)心電圖，QTc=310 ms，T波高尖、對(duì)稱(chēng)。通過(guò)基因測(cè)序篩選出，編碼Kv7.1通道蛋白的KCNQ1基因編碼的氨基酸序列259位點(diǎn)由精氨酸突變?yōu)榻M氨酸。
　　2.發(fā)現(xiàn)KCNQ1通道突變基因R259H電流密度顯著增加，呈現(xiàn)功能獲得性突變特征，主要原因可能與突變通道滅活過(guò)程延長(zhǎng)有關(guān)。
　　3.在HEK-293細(xì)胞