钾通道KCNQ1-V162M基因突变致房性心动过速的电生理机制研究

来源 :南昌大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:JK0803_zhouli
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研究背景:房性心动过速简称房速(atrial tachycardia,AT)是发生在心房的快速性心律失常,心房率通常≥100次/分,可根据其电生理机制与心电图表现的不同分为自律性房速、折返性房速以及触发活动性房速,不同电生理机制的AT呈现出不同的特点。目前国内外对AT的遗传学基础还尚不清楚,但AT常常先于或伴发房颤,大量研究发现房颤与编码钠、钾、钙等离子通道的基因发生变异密切相关,其中以钾离子通道基因居多,包括KCNQ1、KCNE1和KCNE2等在内的多个基因表达的变化显示出易发生房颤。在心肌细胞中,由KCNQ1基因编码的心脏钾离子通道α亚基与KCNE1基因编码的β亚基结合,形成通道复合体,共同构成延迟整流钾电流(IKs),IKs主要在维持心脏复极储备中起关键作用。已有研究发现,KCNQ1基因突变与多种遗传性心律失常(如长QT综合征、短QT综合征、心房颤动等)密切相关,而突变所致的KV7.1蛋白表达和调控异常是心律失常发生的重要分子生物学基础。本团队前期研究在一例AT患者身上筛查出钾离子通道KCNQ1-V162M突变,但其在AT中的作用及具体致病机制尚不明确。研究目的:本研究旨在探讨KCNQ1基因突变(V162M)对钾离子通道电生理功能的影响。研究方法:(1)质粒构建:分别构建KCNQ1-WT野生型质粒和KCNQ1-V162M突变型质粒以及KCNE1质粒。KCNQ1-V162M突变质粒是以KCNQ1-WT质粒为模板,采用基因定点突变诱导技术构建的。同时,根据基因突变位点来设计引物,通过DNA测序验证质粒构建成功;(2)细胞转染:以脂质体作为媒介,将KCNQ1-WT、KCNQ1-V162M突变质粒分别与KCNE1质粒共转染人胚肾293细胞(HEK293)和非洲绿猴肾细胞(COS7),并在荧光显微镜下观察荧光确定转染成功;(3)全细胞膜片钳电生理分析:待COS7细胞转染野生型、突变型质粒48小时后,采用全细胞膜片钳技术分别检测两组细胞的钾离子通道功能并分析其电生理特性;(4)实时荧光定量PCR和蛋白印迹(Western Blot)分析:待HEK293细胞转染野生型、突变型质粒48小时后,提取两组细胞的总RNA、总蛋白及细胞膜蛋白与细胞浆蛋白,通过RT-PCR和Western Blot技术分别检测两组细胞的KCNQ1m RNA和蛋白表达情况。研究结果:(1)细胞电生理研究结果显示:与WT组相比,V162M突变组通道IKs峰电流密度在电压为20~140m V时明显降低,尾电流密度在电压为40~120m V时也明显降低,这一结果表明钾离子通道功能降低。(2)荧光定量PCR与免疫印迹结果显示:与WT组相比,V162M突变组KCNQ1基因m RNA、总蛋白以及膜蛋白表达均降低。结论:(1)KCNQ1-V162M突变导致钾离子通道功能降低,可能是该突变引起AT发生的电生理机制。(2)KV7.1通道膜蛋白表达下降可能是其分子机制之一。
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