Brugada综合征患者特异性诱导心肌细胞电生理研究

由于Brugada 综合征缺乏必须的实验细胞模型和模式动物，其发病机制尚不清楚，也缺乏安全有效的治疗措施。本研究在确诊Brugada患者并发现SCN5A基因突变的基础上，拟采用当前新发现的细胞重编程诱导技术，将携带Gata4、Mef2c 及Tbx5 基因的慢病毒载体转染到Brugada 综合征患者皮肤成纤维细胞中，使之直接重编程成为诱导的心肌细胞，通过细胞膜片钳、多导微电极阵列技术研究，以期达到以下研究目的：（1）建立Brugada综合征特异性的诱导心肌（iCM）细胞；（2）利用患者特异的iCM细胞研究Brugada综合征的心律失常发生机制。本研究如果获得成功，将建立人类首个Brugada 综合征细胞模型，为Brugada综合征的基础研究开辟新的研究方法和技术平台，为Brugada 综合征临床治疗提供新的实验依据。

Brugada综合征（Brugada syndrome,BrS) 是一种与心脏猝死密切相关的常染色体不完全显性遗传离子通道疾病，常因室颤或多形性室速引起反复晕厥、甚至猝死，占无器质性心脏病猝死的20％以上。对该病的治疗目前仍局限于ICD的植入，且无有效预防恶性心律失常发生的手段。由于缺乏必须的实验细胞模型和模式动物，本项目从临床确诊的BrS患者入手，通过基因筛查手段，发现明确的未报道的致病基因，体外研究该基因的具体致病机制。采用细胞重编程技术，特异性诱导患者多功能干细胞（iPSCs），体外分化心肌细胞并研究其电生理特点，进一步行药物筛选并尝试基因修复。在入组的8例患者中，筛查出一个新的编码钠通道β1亚基的SCN1B基因A197V突变。体外转染并通过全细胞膜片钳手段研究突变组的电生理特点，结果显示：A197V突变导致除极期钠电流密度及幅度明显减小，钠通道激活速度减慢，失活提前，窗电流减小。进一步分析Nav1.5蛋白膜分布特点发现突变导致通道蛋白运输障碍，从而使其膜分布减少。这些特点证实了SCN1B基因A197V突变降低了钠通道功能，增加了通道的不稳定性，从而容易促使心律失常的发生。细胞模型研究方面，取患者皮肤成纤维细胞，体外诱导成iPSCs，分化为患者特异性心肌细胞，膜片钳研究提示突变导致心肌细胞的钠通道功能障碍，并进一步尝试药物筛选及基因治疗。本项目的研究为进一步发现BrS新的致病基因及患者特异性的药物及基因治疗提供基础。