引起遗传性长QT综合征的hERG基因突变E444D的结构和功能研究及酒精对hERG通道的作用研究

论文摘要

hERG的全称是human ether-a-go-go related gene。它是从人的海马神经中分离出来的基因。hERG基因编码形成电压激活延迟内向整流的钾离子通道（Ikr）,大量分布在人的神经系统和心脏组织中。hERG通道电流是心脏动作电位Ⅲ期复极化延迟整流的快相成分。在心肌细胞中,hERG通道往往不是单独表达的,而是有组成孔道的α亚基及起调节作用的β亚基（KCNE2）共同表达。遗传性长QT综合征（LQTS）是一种遗传性心脏病,临床特征表现为体表心电图QT间隔延长,易发生室性心动过速、室颤及心脏骤停,有较高的心源猝死的危险。遗传学的研究已发现至少8种不同的长QT综合征（LQT1-LQT8）。这些不同的长QT综合征分别与不同的基因相关。hERG基因的缺陷或突变通常导致LQT2（主要表现为低钾血）。KCNE2的缺陷与LQT6相关。对引起遗传性长QT综合征的hERG基因突变的结构和功能研究,对我们搞清楚致病机制及研发新的心脏病药物有重要意义。迄今为止,科学家们知道酒精对脑、心脏和肝脏等的功能会产生不良影响,但不了解它起作用的机制。hERG通道在心脏中大量表达,同时还与遗传性的心脏疾病有紧密的关系。因此对酒精和其他一些麻醉剂与hERG通道的相互作用的研究,会给临床、药理、病理和药物开发提供达有力依据。本课题的主要研究成果如下:（1）在一个中国人遗传性LQT2家系中发现的新的hERG基因错义突变位点E444D,注射了突变体的mRNA的卵母细胞记录到的电流与注射双蒸水的细胞记录到的电流无显著性差异。（2）野生型的hERG基因与突变体hERG-E444D共表达的电流显著低于野生型单独表达的电流。（3）I-V曲线共表达的结果与野生型的相比较零点偏移了约10 mV,且曲线后半部分更平坦表明失活更快了,据此分析突变的hERG通道上膜了,可能只是失去了功能。（4）酒精对hERG通道电流和hERG-KCNE2共表达电流没有影响作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 电压钳技术
• 1.3 离子通道简介
• 1.4 钾离子通道
• 1.5 hERG 钾离子通道
• 1.6 酒精（乙醇）对离子通道的作用研究
• 2 实验准备
• 2.1 材料和方法
• 2.2 实验方法和设备
• 2.3 本章小结
• 3 hERG 钾离子通道在非洲爪蟾卵母细胞中的表达
• 3.1 引言
• 3.2 hERG 钾离子通道在非洲爪蟾卵母细胞中的表达
• 3.3 本章小结
• 4 hERG 基因突变E444D 的结构和功能研究
• 4.1 hERG 基因突变E444D 的发现
• 4.2 注射了突变体E444D 的卵母细胞纪录不到电流表达
• 4.3 突变体和野生型共表达得到的电流比野生型电流小
• 4.4 I-V 曲线的结果显示突变体E444D 可能是丧失了功能而并不是上膜问题
• 4.5 后续试验
• 5 乙醇（酒精）与HERG 通道的相互作用研究
• 5.1 引言
• 5.2 200 mM 乙醇对hERG 通道电流没有影响
• 5.3 乙醇对hERG 与KCNE2 共表达的通道电流没有影响
• 5.4 本章小结
• 6 全文总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 攻读学位期间发表的论文目录
• 附录2 主要符号和缩略词表