钾离子通道Kv1.5辅助亚基突变致心源性猝死机制研究

Sudden cardiac death (SCD) is the leading cause of out-hospital deaths among patients with cardiovascular diseases，the genetic factor is one of the main causes of SCD in youth. The identifition of SCD related genes is the difficulties and hot spots worldwide nowadays. In our study, we have employed whole exome sequencing to detecte the genetic lesion in a SCD family. A novel mutation of KCNAB3 was identified and co-separated in the affected individuals. Functional research further comfirmed that the mutation could change the subcellular localization of the KCNAB3.Patch clamp experiments further revealed that this mutation could delay Kv1.5 inactivation. As we known, the disorder of Kv1.5 is very important in SCD. In this project, we plan to employe gene sequencing、gene knockout mice、mass spectrometry and other cell molecular biology technology to perform the research related KCNAB3. Our research will identifiy a new SCD-causing gene and add new insights into the molecular mechanisms of SCD.

心源性猝死(Sudden cardiac death, SCD)是院外心血管事件死亡的首要因素，而遗传因素是导致青少年SCD的重要原因。SCD致病基因的克隆是目前国内外研究的热点和难点。课题组前期实验借助全外显子测序技术对一个有SCD家族史的的家系进行遗传学分析，鉴定到一个疑似新的SCD致病基因钾离子通道蛋白辅助亚基(KCNAB3)的移码突变。进一步的功能研究发现该突变导致KCNAB3的亚细胞定位发生改变，同时膜片钳结果显示该突变导致钾离子门控通道Kv1.5延缓失活，而Kv1.5通道的异常是引起SCD的重要因素。本课题组拟在此基础上借助基因测序技术、基因敲除小鼠、质谱等细胞分子生物学手段从从群体-个体-细胞-分子模式生物各层次对KCNAB3展开研究。本课题有可能鉴定到一个新的SCD致病基因，为SCD临床分子诊断和遗传咨询提供指导，为SCD防治提供新的理论依据和干预靶点。

心源性猝死（sudden cardiac death，SCD）是院外心血管事件首要因素，一旦发生后果严重，其中遗传常常是其潜在的难以发现的重要原因，本研究通过对有心源性猝死的遗传家系信息收集，通过全外显子测序技术进行遗传学分析，发现Kv1.5通道辅助β亚基KCNAB3的移码突变。通过设计合成Kv1.5通道辅助α亚基KCNA5和β亚基KCNAB3以及移码突变的KCNAB3质粒构建，转染于HEK293细胞，膜电钳检测发现KCNAB3突变后使Kv1.5通道延缓失活，进一步将构建的质粒单独或共转染于HEK293细胞，激光共聚焦检测发现KCNAB3突变后使细胞内蛋白亚定位改变，而与α亚基KCNA5无关，再次验证KCNAB3突变的致病性。为了进一步明确KCNAB3的机制作用，构建siKCNAB3的RNA沉默试剂盒，转染于人源性心肌细胞系AC16中，发现当KCNAB3表达下降时，心肌细胞的凋亡信号通路被激活，Caspase3，7，9以及PARP等多种凋亡因子均表达增加，同时进行TUNEL染色和流式细胞学凋亡分析，都验证了凋亡通路的激活，说明KCNAB3在正常心肌细胞中起着重要的作用，沉默后会激活心肌细胞的凋亡。本研究通过对临床家系的收集和研究，发现KCNAB3突变在SCD疾病中的起着关键作用，KCNAB3突变后引起Kv1.5通道延缓失活，细胞亚定位改变，当KCNAB3在心肌细胞中缺失后，激活心肌细胞的凋亡。本研究对于SCD疾病的遗传病因方面起着重要作用，发现新的遗传突变致SCD的靶点KCNAB3以及对其致病机制进行详细研究，对于SCD筛选靶点，早期发现，预防，治疗以及相关的机制阐述具有重要的临床价值和意义。