致扩张型心肌病的心脏钠通道基因突变的分布特点及作用机制分析

心脏钠通道基因（SCN5A）究竟是通过长期心律失常致心脏扩大，还是直接损伤心肌引起扩张型心肌病（扩心病）是近年国际争论热点。在前期国家自然科学基金资助下，申请人通过家系研究发现SCN5A突变通过钙超载损伤心肌，受到国际同行高度肯定，但机制不明。新近申请人又在散发患者中发现一些新突变，且80%位于电压感受器部位，携带者QTc时限延长，由此假设电压感受器部位突变可通过独特的通道电流变化而引起细胞内环境紊乱，引发心肌损伤。为求验证，申请人将扩大样本以确定致病突变的"电压感受器密集分布"规律，运用细胞膜片钳技术检测这些突变的电生理共性，并借助构建代表性突变小鼠，来获取突变致心肌损伤的直接形态学及分子生物学证据；对突变携带者的直系亲属行基因型及心电图、心超检测，以期发现独特的心电或心功能改变。本研究旨在阐明SCN5A致扩心病的分子机制，为扩心病高危人群提供早期无创诊断方法，并有望提供针对性干预策略。

心脏钠通道基因（SCN5A）究竟是通过长期心律失常致心脏扩大，还是直接损伤心肌引起扩张型心肌病（扩心病）是近年国际争论热点。前期针对家系研究中发现SCN5A可通过钙超载损伤心肌，结合在散发扩心病中发现的突变分布规律，我们提出：位于钠通道电压感受器部位的突变可通过独特的电流变化引起细胞内环境紊乱，引发心肌损伤。为验证此假说，我们进一步扩大散发性扩心病样本，选择最具代表性电压感受器部位突变构建突变质粒及突变敲入小鼠，于体外和体内水平得到以下证据：体外电生理检查，发现R225Q、A226V突变通道可延长钠通道失活时限，表现出电压和频率依赖的钠电流减少和晚期钠电流增加；构建R225Q突变敲入小鼠模型，通过监测一般状态下及阿霉素刺激下小鼠心功能变化，发现R225Q突变有加重阿霉素诱导的心肌损伤的趋势。计划外，通过随访A1180V突变相关的扩心病家系及扩大对照组的突变筛查，进一步验证了该突变的致扩心病作用；利用高通量测序技术绘制了新的扩心病致病谱，首次提出4个中国汉族人群散发性扩心病易发的高危基因。共发表SCI论文1篇，英文专著1篇，中文论文1篇，获国家发明专利授权1项并成功转让。本研究验证了SCN5A基因R225Q突变直接致扩心病作用。不仅进一步确认遗传因素在扩心病发生的重要作用，更拓展了相关机制研究。此外，“最危险基因”的发现将使针对高危患者的筛查更有针对性，减少检测费用的同时有助于提高检出效率，在原发性扩心病精准医疗进程中迈出了坚实的一步，为患者个体化医疗提供可靠证据。