利用多能干细胞模型研究KCNQ1基因剪接突变致长QT综合征机制

长QT综合征（LQTS）是一种可引起青少年心脏猝死的遗传性心律失常。在本组发现的20多个引起LQTS的KCNQ1突变中有3个剪接突变：A605-2A>G、G1032A、G477+5G>A。对A605-2A>G进行病人外周血淋巴细胞RT-PCR研究时发现此突变引起外显子跳读的方式至少有3种，造成的氨基酸改变分别为I201fs+8X、M159fs+55X、160-307del。本申请拟建立病人特异的诱导多能干细胞（iPS）模型，在随后定向分化成的心肌细胞和耳蜗毛细胞上，观察这三个剪接突变在靶细胞上的剪接方式及引起的蛋白表达变化与相应的电生理学后果，明确它们引起病人LQTS表型的致病机制。结果将首次证实KCNQ1基因剪接突变发生后其在心肌/耳蜗毛细胞等靶细胞上的剪接方式是否与在外周血淋巴细胞上的表现相一致；同时基于不同致病机制进一步探讨得到的干预方法，将为LQTS病人基因特异性治疗提供理论依据。

本课题研究的是一种能引起青少年猝死的心脏病--长QT综合征（LQTS）。LQTS自1995年发现第一个致病基因以来至今已经发现的致病基因已达20多个，但主要为前3个亚型LQT1-3。本课题选择了一个携带1型KCNQ1双突变的家系，取携带双突变（剪接突变605-2A>G和错义突变815G>A）的2个先证者姐弟及其父母（分别携带上述突变中的一个）的尿液中的肾来源细胞，已经将4人的肾细胞重编程制成多能干细胞（iPS）。制作成功的LQTS病人iPS细胞模型有着非常广泛的应用前景：可以成为新药是否具有副作用的筛查平台，可以用来测试新的抗心律失常药物的效果，还可以用来研究相应致病基因突变的致病机制及其特异干预方法的寻找，具有巨大的潜在社会效益和经济效益。随后进行的将iPS定向分化成心肌细胞的研究显示携带双突变的心肌细胞动作电位时程延长，并观察到自发性心律失常出现。RT-PCR实验显示605-2A>G突变在心肌细胞上只有跳读exon3-6和跳读exon4两种剪接方式。纠正突变的研究工作正在进行中，有望为该类患者的治疗带来治疗方面的曙光。