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【研究背景及目的】癫痫是一种由大脑神经元异常放电导致的慢性脑部疾病,具有发作性、短暂性、刻板性、重复性的临床特征。研究表明,电压门控钠通道是引起诸如神经元这类可兴奋性细胞产生动作电位的基本单位。该通道通常是由一个α亚基(形成该通道的核心部分)和两个小的辅助性β亚基(具有调节通道的功能)组成的完整膜蛋白。SCN1A基因编码神经元电压门控I型钠离子通道α亚基(Nav1.1),是目前与人类癫痫伴热性惊厥附加症(EFS+)最为相关的基因。为了更好的了解携带SCN1A遗传突变的EFS+患者的临床特征、遗传特性及其相关的电生理特性改变,特别是携带关键功能区的错义突变但表型较轻的EFS+,其电生理特性的如何改变,有待进一步研究。 【研究方法】 1、临床样本采集。详细收集热性惊厥及热性惊厥附加症患者临床资料及血标本。 2、SCN1A突变筛查及分析。直接测序和焦磷酸测序进行SCN1A基因点突变和嵌合突变筛查。 3、膜片钳检测 (1)质粒构建及扩增:以含有SCN1A基因的cDNA序列的质粒为模板,设计带突变点的引物,对发现的突变点进行质粒构建,成功构建后进行扩增。 (2)全细胞膜片钳记录:使用全细胞膜片钳记录技术以阐述各突变体的生物物理特性,并各自与野生型通道进行比较。观察的指标有:激活、电流密度、持续性钠电流、快速失活、慢速失活、快失活恢复、慢失活恢复等。 4、统计学分析:采用SPSS13.0软件包、Stata10.0和Excel2007进行统计分析,计量资料以均数±标准误(-X±SE)表示,组间比较采用两样本t检验。电生理学结果使用OriginPro8.5软件拟合和作图。P<0.05为差异具有统计学意义。 【结果】 1、从2007年1月至2014年6月在广州医科大学附属第二医院就诊的热性惊厥及热性惊厥附加症患者中发现14个遗传突变。其中6例先证者为PEFS+(6/14,43%),4例先证者为GEFS+(4/14,28.6%),3例先证者为SMEB(3/14,21.4%)以及1例先证者为SMEI(1/14,7%);14例先证者中有11例错义突变、2例剪接位点突变及1例截短突变。11例错义突变中有2例表型严重(c.337C>A和c.1216G>T),其余为轻表型;2例剪接位点突变中,c.4284+2T>C这个经典剪接位点的突变造成较严重的表型;截短突变c.1738C>T造成较严重的表型。11个错义突变中,5个位于NaV1.1通道的关键功能区即电压感受区和孔区(5/11,45.5%),其中4个位于孔区(4/11,36.4%),1个位于电压感受区(1/11,9.1%));位于关键功能区的5个错义突变中,除c.1216G>T导致表型严重外,其余4个表型较轻。 2、轻型表型的先证者中有2例(c.4847 T>C和c.5768 A>G)是来自携带该突变的嵌合体亲本(2/10,20%),重表型的先证者中有3例(c.337C>A、c.1216G>T及c.1738C>T)来自携带该突变的嵌合体亲本(3/4,75%)。 3、通过酶切和测序证实,成功构建了pCMV-SCN1A-2576,pCMV-SCN1A-2947及pCMV-SCN1A-5132三个关键功能区(即电压感受区和孔区)错义突变的质粒。 4、所有突变体表现出可测量的钠电流,与野生型相比较,每个突变体呈现了不同的生物物理特性。其中R859H电流密度较野生型增加,功能缺陷表现为钠通道部分功能增强(GOF);V983I和G1711D电流密度较野生型减小,且 V983I半数慢失活向去极化方向移动,慢失活恢复功能增强,V983I和G1711D功能缺陷表现为钠通道部分功能丧失(pLOF)。 【结论】 1.遗传性的SCN1A基因突变大多数(10/14,71.4%)是表型较轻的; 2.关键功能区的3个突变体仍具有部分钠通道的功能,这与临床表型轻相吻合。