SCN1A截短突变导致的异常蛋白在难治性癫痫中的发病机制和治疗相关研究

SCN1A coding sodium channel is one of the most relevant epilepsy gene. Different types of mutations will cause different phenotype of epilepsy. Truncated mutations in SCN1A may cause refractory seizures. We identified new truncated SCN1A mutations and found different sites of truncated mutations caused different severity of clinical manifestations. We speculate that ER-associated degradation(ERAD) mechanism makes the clearance and transportation different between truncated proteins with different length, which lead to different cell surface expression and sodium channel dysfunctions. The cell surface expression and electrophysiological functions were compared between the truncated proteins with different length, to investigate the role of ERAD in the clearance. We also observe the effect of several factors (temperature and anti-epileptic drugs) that may influence ERAD on the levels and electrophysiological functions of mutant channels. ERAD mechanisms on the intractable epilepsy caused by SCN1A truncated mutations may provide some information and instructions for medications.

编码钠通道基因SCN1A是目前与癫痫关系最为密切的基因，不同类型的突变会导致不同的癫痫表型。其中，SCN1A截短突变多导致难治性癫痫, 本课题组前期发现了SCN1A基因的新生截短突变，且不同位点的截短蛋白的癫痫表型严重程度不同，但具体的机制目前还不清楚。我们推测截短长度不同的蛋白存在机体清除与转运的异常而导致细胞膜表达量不同，即内质网相关蛋白降解（ERAD）机制对截短蛋白的清除过程存在差异，继而影响细胞膜的钠通道功能异常。本研究通过比较体外表达不同长度的SCN1A截短型钠通道，研究细胞膜表达分布及电生理功能变化，探讨ERAD机制对不同长度截短突变蛋白清除过程中的差异。其次，研究温度、抗癫痫药物等潜在干预ERAD的若干因素对突变型钠通道表达分布及电生理功能的影响。该研究将阐明ERAD机制在SCN1A截短突变所致难治性癫痫中的作用，为SCN1A截短突变患者的用药提供一定的理论基础和指导意义。

编码钠通道基因SCN1A是目前与癫痫关系最为密切的基因，不同类型的突变会导致不同的癫痫表型。其中，SCN1A截短突变多导致难治性癫痫, 本课题组前期发现了SCN1A基因的新生截短突变，且不同位点的截短突变的癫痫表型严重程度不同。本研究通过比较体外表达不同长度的SCN1A截短型钠通道，研究其细胞膜表达分布及电生理功能变化，和抗癫痫药物等潜在干预ERAD的若干因素对截短型钠通道表达分布的影响。研究发现SCN1A基因截短突变主要发生在DS患者，也可在表型相对较轻的PEFS+患者中出现，SCN1A基因截短突变能通过ERAD机制减少截短蛋白在细胞膜上表达水平；不同长短的Nav1.1截短蛋白触发ERAD作用的程度不同。抗癫痫药物可能通过影响Nav1.1蛋白表达而发挥作用；促使野生型膜蛋白表达水平增高可能是非选择性钠通道阻滞剂治疗癫痫作用机制之一。此外，本课题组后期在一名PEFS+病人又发现一个新的截短突变，通过与本研究中的发现的新生截短突变和既往文献中报道的截短突变位点的电生理特性进行对比，我们发现截短位点累及DIII domain时，电流可完全缺失，若仅累及DIV domain则可保存部分电流，并对可能的机制进行了探讨和分析。目前已发表标明资助的SCI论文1篇。