心脏钠通道SCN5A基因的"孔区"新突变导致Brugada综合征的分子机理及干预策略研究

SCN5A is the most important susceptibility gene associated with Brugada Syndrome (BrS) ，especially mutations in the pore region would significantly increase risks of cardiovascular events in BrS patients. We discovered a novel mutation in the pore region named T1708N. The SCN5A-T1708N mutation could decrease peak sodium current density significantly compared to wide-type as well as the surface Nav1.5 protein. Interestingly, the decreased protein is mainly fully-glycosylated. We hypothesize that The SCN5A-T1708N mutation could inhibit glycosylation in ER and impair the trafficking of Nav1.5. As a result, the peak sodium current density was decreased. We plan to apply induced pluripotent stem cell derived cardiomyocyte and knock-in mice, combine patch clamp, molecular and cellular techniques in an effort to explore the mechanism how the SCN5A-T1708N mutation affects the BrS as well as potential pharmacological interventions, contributing to risk stratification and etiological treatment of Brugada Syndrome.

心脏钠通道编码基因SCN5A是Brugada综合征（BrS）最主要的致病基因，尤其是位于“孔区”的SCN5A突变，能显著增加BrS患者的心血管事件风险。我们前期在BrS患者中发现了一个SCN5A“孔区”新突变T1708N，可导致峰钠电流密度减小以及细胞膜表面的钠通道蛋白数量减少，更有趣的是，减少的蛋白以高糖基化状态为主。我们据此提出假说：突变T1708N通过抑制内质网对钠通道蛋白的糖基化，阻碍钠通道蛋白的正常转运，进而导致峰钠电流密度减少，最终引起BrS。本项目拟利用病人来源的诱导多能干细胞心肌细胞（iPSC-CM）和基因敲入动物，应用全细胞膜片钳及分子、细胞生物学手段，从分子-细胞-动物整体层面揭示突变T1708N引发BrS表型的潜在分子机制，并探讨相应的药物干预策略。本研究从一个SCN5A“孔区”新突变入手，深入探讨BrS发生发展的新机制，有望为BrS的危险分层和对因治疗提供新的思路。

心脏钠通道编码基因SCN5A是Brugada综合征（BrS）最主要的致病基因，尤其是位于“孔区”的SCN5A突变，能显著增加BrS患者的心血管事件风险。SCN5A基因有两种剪接异构体，一种异构体在第1077位氨基酸缺少一个谷氨酰胺，即Q1077del；另一种异构体在第1077位氨基酸含有谷氨酰胺，即Q1077del。我们在两种剪接异构体背景下研究了SCN5A基因“孔区”突变的功能和机制。与野生型钠通道相比，突变体钠通道的峰钠电流在两种剪接异构体背景下均显著减小50%。突变体钠通道的稳态激活和稳态失活过程在两种剪接异构体背景下都与野生型钠通道类似。但在Q1077背景下，突变体钠通道与野生型钠通道相比，中间状态失活过程加快，失活后复活过程减慢。而在Q1077del背景下，突变体钠通道的中间状态失活过程以及失活后复活过程与野生型钠通道相比没有明显差异。抗心律失常药物美西律和SCN5A基因多态性H558R可以通过增加细胞膜表面钠通道蛋白的表达，升高峰钠电流。本研究表明不同的剪接异构体背景会影响SCN5A“孔区”突变的分子表型和临床表型，抗心律失常药物美西律和SCN5A基因多态性H558R可以拯救突变体钠通道的“功能缺失”。本研究深入探讨BrS发生发展的新机制，有望为BrS的危险分层和对因治疗提供新的思路。