Brugada综合征相关基因KCND3突变通过上调Kv4.3膜蛋白表达及影响通道动力学特性增加心脏快速瞬时外向钾电流

作     者：尤涛 

作者单位：苏州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：徐卫亭

授予年度：2012年

学科分类：1001[医学-基础医学(可授医学、理学学位)] 100104[医学-病理学与病理生理学] 10[医学] 

主      题：Brugada综合征 KV4.3 KChIP2 快速瞬时外向钾电流 KCND3 

摘      要：研究目的：KV4.3和KChIP2亚单位结合构成心脏钾离子通道，介导快速瞬时外向钾电流Ito,f，构成心肌细胞动作电位早期复极化过程。Brugada综合征（Brs）是以心电图异常和恶性心律失常为特征的遗传性心脏病。最新研究发现，Brugada综合征患者心脏KV4.3通道蛋白羧基末端存在两个点突变：G600R和L450F，可导致瞬时外向钾电流上调、使动作电位穹顶消失。但具体机制未明。因此，本研究旨在探讨这两种BrS相关突变对KV4.3介导电流的影响及其具体作用机制。 方法：我们在KCND3基因上重新构建了这两个突变并用于在哺乳动物细胞表达，从电生理学、分子生物学角度研究该突变对瞬时外向钾电流的影响及其具体机制。我们运用全细胞膜片钳技术研究大鼠KV4.3-G581R（相对应于人类G600R）和KV4.3-L450F对KV4.3介导钾电流功能的影响;应用Western blot和RT-PCR检测在与KChIP2共同或单独表达时，突变对KV4.3蛋白和mRNA表达水平的影响;同时使用免疫荧光定量技术测定在与KChIP2共同或单独表达时，突变对KV4.3细胞膜表达的影响。 结果：我们发现，在与KChIP2亚单位共同表达或单独表达时，这两种突变都能上调KV4.3总蛋白表达及细胞膜表达，使钾电流强度显著升高。同时，在与KChIP2共同表达时，与KV4.3-WT相比，KV4.3-G581R和KV4.3-L450F都能明显延缓通道失活。在单独表达时，KV4.3-G581R和KV4.3-L450F能显著加速通道失活后恢复速率，并使稳态失活曲线右偏。 结论：鉴于以上数据，我们认为这两种新发现的心脏KCND3基因的点突变通过同时增加通道的功能表达和改变其动力学特性这两种机制上调心脏快速瞬时外向钾电流，而KChIP2也在其中发挥重要作用。