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KCNQ1多效性研究进展
KCNQ1系电压门控钾通道α亚单位,由KCNQ1基因编码.它和KCNE家族组装形成功能性钾通道.KCNQ1涉及到心脏节律、胃酸分泌和电解质平衡的生理学和病理生理学.
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KCNQ1、SRR基因多态性与维吾尔族及汉族2型糖尿病的相关性研究
目的 探讨KCNQ1基因rs231362,rs2237892位点,SRR基因rs391300位点基因多态性与维吾尔族 、汉族T2DM的相关性.方法 选取T2DM患者577例作为病例组,其中维吾尔族284例,汉族293例.从人类基因组单体型图中选取正常对照组307名,其中维吾尔族99名,汉族208名.用H ardy-Weinberg平衡检验样本群体代表性,采用imLDRTM多重SNP分型技术检测KCNQ1基因rs231362、rs2237892位点,SRR基因rs391300位点的基因多态性.结果 维吾尔族病例组KCNQ1基因rs231362位点A等位基因频率低于对照组[OR(95％CI)0.34(0.25～0.48),P<0.001];KCNQ1基因rs2237892位点T等位基因频率高于对照组[OR(95％CI)2.00(1.12～3.56),P<0.05];KCNQ1基因rs2237892位点在维吾尔族女性病例组T等位基因频率高于对照组[OR(95％CI)2.59(1.13～5.93),P<0.05];维吾尔族男性病例组SRR基因rs391300位点T等位基因频率低于对照组[OR(95％CI)0.59(0.36～0.96),P<0.05].结论 在新疆维吾尔族人群中,初步观察到KCNQ1基因rs231362位点A等位基因可能是发生T2DM的保护因子,KCNQ1基因rs2237892位点T等位基因可能是发生T2DM的易感因子,对于维吾尔族女性亦如此;SRR基因rs391300位点T等位基因可能是维吾尔族男性的保护因子.
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先天性长QT综合征KCNQ1基因定点突变的研究
目的利用聚合酶链反应(PCR)技术对长QT综合征(LQTS)KCNQ1基因进行定点突变的研究.方法利用PCR定点突变技术,首先设计两对引物(包含预定的突变),通过3轮PCR扩增,扩增出含有所需突变位点的片段,然后将片段克隆入T载体中,通过酶切连接的方法将突变点引入到pIRES2-EGFP-KCNQ1中,随后用Effectene转染试剂介导转染HEK 293细胞.结果在真核表达载体pIRES2-EGFP-KCNQ1基础上获得了KCNQ1 cDNA C682T的突变体,测序结果表明在序列中发生了预期的突变.结论 KCNQ1定点突变体的构建为进一步的功能研究奠定了基础.
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85例中国人长QT综合征先证者的临床特征及有关基因突变研究现状
目的研究我国长QT综合征(LQTS)病人的临床特征和基因突变特点.方法按照1993年Schwartz等提出的LQTS诊断标准确诊为本病的家系85个,分别来自18个省、市、自治区.其中43个家系由中国离子通道病注册中心的协作成员提供,其余为北京大学人民医院的LQTS随访患者.对先证者及其家族成员进行6导联或12导联心电图同步记录,对先证者的临床情况进行综合分析.对先证者及其家庭成员抽取外周血标本,用PCR-SSCP加测序验证或经心电图初步分型后再进行PCR-SSCP及测序的方法进行基因筛查.结果先证者平均发病年龄(17.3±14.2)岁,在20岁以前发病的占60%;女性居多,男性占24%,女性占76%.发病症状有晕厥(91.8%)、黑GB289(28.9%)、心悸(25.0%)、胸闷(34.2 %)及其它如抽搐、胸背痛、头晕(21.1%)等;诱发因素有情绪紧张或激动(51.3%),劳累、运动或体力劳动(51.3%),休息或睡眠(26.3%),突然惊吓/电话铃响(19.7%),经期或产褥期(15.8%),其它如寒冷或发烧(15.8%).病人的QTc值为(0.56±0.07)s.LQTS病人的心电图上T波多变,QT间期可出现暂时正常化.有猝死家族史的家系占31.6%.有LQTS家族史的占63%.在85个LQTS先证者中,同时伴聋哑1例,预激综合征(WPW) 1例,心肌炎2例,束支阻滞2例,一过性房室阻滞1例,高血压病2例.根据心电图特点预测LQTS病人的基因型,结果显示:LQT1占29.4%,LQT2占57.6%,LQT3占3.5%,其余9.4%心电图特征不明显,无法预测.长QT综合征病人的治疗情况:4例患者联合应用起搏器和β受体阻滞剂,1例联合应用植入型心律转复除颤器(ICD)和β受体阻滞剂,15例进行左心交感神经切除术(LCSD),其余多服用β受体阻滞剂类药物.发现了7个KCNQ1、5个KCNH2和1个KCNE1上的突变,有错义突变、缺失突变、无义突变、剪接突变.对HERG-R863X、KCNQ1-L191P和KCNE1-G52R进行功能表达研究发现,R863X突变使突变的通道蛋白不能转运到细胞膜的靶位置,从而引起IKr电流降低;L191P和G52R突变通过负显性机制造成IKs电流的降低.结论我国的LQTS发病情况和临床表现与国外报道基本一致;根据心电图特点对LQTS病人进行的基因分型预测结果显示,我国的LQTS病人可能以LQT2为主.β受体阻滞剂可使多数患者的症状得到控制;应用β受体阻滞剂疗效不好的患者,选择LCSD或联合应用起搏器或ICD可增加疗效.中国人LQTS患者的致病基因突变位点有其自身的特点,进一步的遗传学和功能学研究正在进行之中.
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不同力竭运动后大鼠心脏传导系统 KCNQ1 mRNA 和蛋白的变化及其在运动性心律失常发生中的作用
目的:探讨力竭运动后不同时相心脏窦房结、房室结和浦肯野氏纤维离子通道相关因子KCNQ1基因和蛋白水平的表达特点,为运动性心律失常发生机制的阐明提供实验依据.方法:100只健康成年雄性SD大鼠随机分为一次力竭组(4组)、反复力竭组(4组)及其相应的安静对照组,每组10只.分别于力竭运动后即刻、4、12及24小时,应用激光显微切割技术定位并收集窦房结、房室结和浦肯野氏纤维细胞团,通过免疫荧光组化及实时荧光定量PCR检测KCNQ1 mRNA和蛋白表达.结果:一次力竭运动后4小时,窦房结、房室结和浦肯野纤维KCNQ1 mRNA与蛋白表达显著高于其对照组(P＜0.05)；反复力竭运动后4小时、24小时,窦房结和浦肯野纤维KCNQ1 mRNA与蛋白表达显著高于其对照组(P＜0.05)；反复力竭运动后12小时,房室结KCNQ1 mRNA与蛋白表达显著高于其对照组(P＜0.05).结论:不同力竭运动后心脏传导系统KCNQ1在mRNA和蛋白水平呈异常高表达,除房室结在反复力竭运动后改变略有差异外,窦房结、房室结和浦肯野氏纤维KCNQ1蛋白表达的时相性变化规律基本一致.反复力竭运动后心脏传导系统KCNQ1在mRNA和蛋白水平上变化均较明显,更易诱发运动性心律失常.
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中国人遗传性长QT综合征KCNQ1和KCNH2基因新突变
目的:遗传性长QT综合征(LQTS)是一种常染色体遗传性心脏病.特征性表现为心电图上QTc延长及尖端扭转性室性心动过速(TdP)导致的晕厥和猝死.近年来随着分子遗传学的发展已明确遗传性LQTS是由于编码离子通道的基因突变造成的,包括编码钠离子通道的基因SCN5A和编码钾离子通道亚单位的基因KCNQ1, KCNH2, KCNE1, KCNE2,和 KCNJ2.目前,中国人LQTS基因突变的报道较少,本研究目的是找到中国LQTS基因突变.方法:应用聚合酶链反应和测序分析,对来自中国14个省、市、自治区的31个遗传性LQTS家系筛查了常见的2个LQTS致病基因KCNQ1 和 KCNH2.结果:发现了2个KCNQ1 新突变:S5跨膜片段的S277L 和孔区的G306V ;3个KCNH2 新突变:跨膜片段S1的L413P、跨膜片段S5的L559H和发生于跨膜片段S3的L520V.KCNH2 L413P 和L559H突变患者的ECG T波为双峰;KCNQ1 S277L和G306V 突变患者的ECG T 波高尖.结论:本研究发现的突变点丰富了LQTS离子通道突变的基因库资料.本研究的中国LQTS患者的突变率KCNQ1 (6.5%) 和KCNH2 (10%)低于北美和欧洲患者.
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单基因变异与中国北方汉族2型糖尿病遗传易感性研究
目的 在东亚和西非人群中分别进行的全基因组关联研究筛查出KCNQ1基因的rs2237892,AP3S1基因的rs3756555,MAN2A1基因的rs2015698为2型糖尿病易感位点,ALDH7A1基因rs2306617则与肥胖存在关联,而这些位点的作用尚未在中国北方汉族人群中进行探讨,本研究的目的 是在中国北方汉族2型糖尿病患者中对这些可能的易感位点进行复制研究.方法 应用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱对KCNQ1基因的rs2237892,AP3S1基因的rs3756555,MAN2A1基因的rs2015698,ALDH7A1基因的rs2306617在无血缘关系的537名2型糖尿病患者和510名对照者中进行基因分型.结果 rs2237892和rs3756555位点的C等位基因显著增加2型糖尿病遗传易感性(P=0.002,P=0.003).该显著性关联在调整年龄、性别和体质量指数(body mass index,BMI)后仍然存在(OR=1.51,95% CI:1.17～1.95,P=0.002;OR=1.48,95% CI:1.14～1.92,P=0.003).未能发现rs2015698和rs2306617与2型糖尿病存在关联.通过对对照人群研究发现,调整年龄、性别和BMI 后,rs2237892位点CC基因型空腹血糖显著高于其他2基因型(P=0.020);与其他两基因型相比,rs3756555位点CC基因型BMI略有降低(P=0.050).结论 KCNQ1基因和AP3S1基因遗传变异与中国北方汉族2型糖尿病遗传易感性相关.
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分子伴侣在F275S KCNQ1基因突变导致内质网滞留的作用
目的:探讨分子伴侣在F275S KCNQ1 基因突变导致内质网滞留中的作用,明确先天性长QT 综合征的发病机制.方法:利用Effectene 转染试剂介导将pcDNA3.1-F275S KCNQ1 和pcDNA3.1-KCNE1 共转染HEK293 细胞.然后,采用RT-PCR 和Western Blot 分析,检测转染细胞内分子伴侣GRP94、GRP78、CHOP 和XBP1 的表达变化.结果:RT-PCR 和Western Blot 结果显示,与野生型和空白对照组相比,突变型转染组GRP94 和GRP78 在mRNA 和蛋白水平表达均明显增加(P<0.05),而CHOP 和XBP1 mRNA 表达无明显差异(P>0.05).结论:GRP94和GRP78 参与了F275S KCNQ1 突变基因导致的编码蛋白内质网滞留.
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心脏特异性表达KCNQ1V180L转基因小鼠的建立及表型分析
目的 建立心脏特异性表达KCNQ1V180L转基因小鼠,为研究KCNQ1基因功能及其突变与心律失常性心脏疾病的关系提供工具动物.方法 把KCNQ1V180L基因插入α-MHC启动子下游,构建转基因表达载体,显微注射法建立C57BL/6J KCNQ1V180L转基因小鼠,PCR鉴定转基因小鼠的基因型,采用Western Blot鉴定KCNQ1V180L在心脏组织中的表达,记录转基因小鼠死亡情况,超声分析转基因小鼠心脏结构形态和功能改变,心电分析转基因小鼠心肌电生理变化.结果 建立了2个心脏组织特异性表达KCNQ1V180L转基因小鼠品系.转基因小鼠离乳前即出现猝死;超声检查显示转基因小鼠左心室内径变短,心室壁变厚,短轴缩短率增加;心电分析显示其心室复极异常.结论 KCNQ1V180L转基因小鼠具有临床长QT综合征类似的病理改变,可作为研究KCNQ1基因功能及其突变与心律失常发病机制的疾病动物模型.
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二代测序技术检测房颤伴高度房室传导阻滞患者致病基因分析
目的 利用高通量二代测序技术检测房颤伴高度房室传导阻滞致病基因.方法 收集1个房颤伴高度房室传导阻滞家系的临床资料,同时采集外周血进行高通量测序筛查致病基因,发现可疑致病基因后采用多种生物信息学软件预测该突变的致病性.结果 发现先证者及其1个女儿均携带心脏缓慢延迟整流钾通道编码基因KCNQ1 c.407G＞ T(p.C136F)突变,而家系内其余成员均无该突变.c.407G＞ T(p.C136F)突变位于KCNQ1通道的S1段,生物信息学软件预测该突变位点是有害突变,可能通过影响通道蛋白功能而致病.结论 采用二代测序技术发现房颤伴高度房室传导阻滞患者携带KC-NQ1 c.407G ＞T(p.C136F)突变,该突变可能通过影响通道蛋白功能而致病.
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KCNQ1和KCNH2基因与先天性长QT综合征的关系
目的分析离子通道基因KCNQ1和KCNH2与先天性长QT综合征(long-QT syndrome,LQTS)的关系,以探讨LQTS发生的分子遗传机制.方法在一个LQTS(Jervell Lange-Nielsen综合征型)大家系中,采用PCR-直接测序技术,对KCNQ1和KCNH2基因的所有外显子和附近的部分内含子进行序列测定.结果 KCNQ1基因存在两种突变,其中一个位于外显子区域,但为同义突变,另外一个位于内含子区域;KCNH2基因也存在两种突变,均位于内含子区域.这四种单核苷酸有多态性,与现有报道不同.结论在该LQTS家系中,KCNQ1和KCNH2基因存在四种突变,但均为非致病突变,提示KCNQ1和KCNH2基因以外的基因可能才是LQTS致病基因.KCNQ1基因和KCNH2基因存在新的单核苷酸多态性.
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N-糖基化对KCNE1功能的影响
目的:探究N-糖基化在KCNE1功能中的作用.方法:根据N-糖基化序列特征"Asn-X-Ser/Thr"分析和N-糖基化特异消化酶实验检测KCNE1是否存在N-糖基化,通过点突变构建N-糖基化位点突变体并通过蛋白质印迹法检测其蛋白表达,细胞免疫荧光染色检测突变体亚细胞定位;免疫共沉淀检测突变体与KCNQ1的相互作用.结果:KCNE1存在N-糖基化,N5和N26是其可能位点;点突变获得KCNE1-N5Q、KCNE1-N26Q和KCNE1-N5,26Q 3个突变体.蛋白质印迹法确定N5和N26为KCNE1的两个糖基化位点;与野生型相比,突变体在细胞内呈现不同程度的蛋白囤积现象,KCNE1-N26Q表现尤为显著,KCNE1-N5,26Q和KCNE1-N5Q则表现略轻;KCNE1 N-糖基化突变体仍能与KCNQ1结合.结论:N-糖基化在KCNE1转运中发挥重要作用,其中N26较为关键;N-糖基化在KCNE1与KCNQ1之间的相互作用中不起重要作用.
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KCNQ1和KCNH2基因与家族性阵发性房室交界折返性心动过速的关系
目的:分析离子通道基因KCNQ1和KCNH2与家族性阵发性房室交界折返性心动过速(FPAVJRT)的关系,以探讨FPAVJRT发生的分子遗传机制.方法:在一个FPAVJRT大家系中,采用PCR直接测序技术,对KCNQ1和KCNH2基因的所有外显子和附近的部分内含子进行序列测定.结果:KCNQ1基因存在5种突变,其中2个位于外显子区域,但均为同义突变,另外3个位于内含子区域;而KCNH2基因存在3种突变,但均位于内含子区域.结论:在该FPAVJRT家系中,KCNQ1和KCNH2基因存在8种突变,但均为非致病突变,提示KCNQ1和KCNH2基因以外的基因可能才是FPAVJRT致病基因.
关键词： 阵发性房室交界折返性心动过速 KCNQ1 KCNH2 突变基因 -
KCNQ1、p57KIP2蛋白在水泡状胎块中的表达及意义
目的 观察母系印迹基因KCNQ1和p57KIP2在正常绒毛及水泡状胎块组织中蛋白的表达情况,探讨检测KCNQ1、p57KIP2蛋白对鉴别不同类型水泡状胎块组织的意义.方法 用免疫组化方法检测KCNQ1、p57KIP2蛋白在30例正常早孕绒毛组织、56例完全性水泡状胎块和26例部分性水泡状胎块中的表达情况,然后用多组秩和检验计算其与临床分型的关系.结果 KCNQ1、p57KIP2蛋白在完全性水泡状胎块中的表达明显低于正常早孕绒毛和部分性水泡状胎块.而在部分性水泡状胎块和正常早孕绒毛间,两者的表达呈正相关(P<0.01).结论 KCNQ1、p57KIP2蛋白在水泡状胎块组织中的表达与其临床分型显著相关,联合检测p57KIP2、KCNQ1对鉴别不同类型的水泡状胎块有临床意义.
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KCNQ1通道的结构和功能
该文系统总结了近年来关于KCNQ1通道的研究进展.首先介绍了α、β亚基的结构以及二者之间的相互作用.其次详尽阐述了通道复合体在生物体内的生理功能,如:通道功能异常造成的多种遗传性心率失常疾病和在各种上皮细胞中的分泌功能.后介绍了一些关于KCNQ1通道阻断剂和开放剂的研究.
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中国汉族人群中 KCNQ1基因多态性与2型糖尿病的相关性研究及对吡格列酮疗效的影响
目的：探讨中国2型糖尿病（T2DM）患者中KCNQ1基因rs2237897多态性与T2DM的相关性及对吡格列酮疗效的影响。方法本研究采用病例-对照研究模式。使用聚合酶链反应-限制性片段长度多态（PCR-RFLP）方法对321例T2DM患者和345名健康对照者进行KCNQ1（potassium voltage-gated channel，KQT-like subfamily，member 1）基因rs2237897位点分型；选择51例患者给予连续12周每天30 mg吡格列酮治疗。检测计算体重指数（BMI）、空腹血糖（FPG）、餐后血糖（PPG）、空腹胰岛素（FINS）、餐后胰岛素（PINS）、糖化血红蛋白（HbAlc）、甘油三酯（TG）、总胆固醇（TC）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-c）和高密度脂蛋白胆固醇（HDL-c）等指标。结果 KCNQ1基因rs2237897多态性与T2DM相关（OR＝1．918，95％ CI 1．113-3．075，P＜0．05）。携带KC-NQ1基因rs2237897 CT＋TT基因型患者经吡格列酮治疗12周后的PPG （mmol/L）（DV -0．79±3．96 vs -2．75±3．8，P＜0．05）下降值和DVPINS （mU/L）（DV 14．08±16．82 vs 28．69±19．11，P＜0．05）增加值均显著低于野生CC基因型患者。结论中国汉族人群中KCNQ1基因rs2237897多态性与T2DM的易感性相关并影响吡格列酮的疗效。
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血管内皮生长因子165对HEK293细胞KCNQ1/KCNE1电流的影响及其机制研究
目的 探讨血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF) 165对KCNQ1/KCNE1电流的影响及其可能机制.方法 HEK293细胞分为对照组、KCNQ1/KCNE1/KDR组和KCNQ1/KDR组,对照组细胞正常培养、不做处理,KCNQ1/KCNE1/KDR组细胞转染含KCNQ1、KCNE1和KDR基因的质粒,KCNQ1/KDR组细胞转染含KCNQ1和KDR基因的质粒,转染后48 h,采用PCR法检测转染是否成功.KCNQ1/KCNE1/KDR组和KCNQ1/KDR组HEK293细胞加入100 μg/L VEGF165处理10 min,采用全细胞膜片钳技术记录处理前、后2组标准化激活电流和标准化尾电流的变化情况,并进行比较.结果 KCNQ1/KCNE1/KDR组和KCNQ1/KDR组细胞均成功转染;-20、0、20、40、60 mV电压下,KCNQ1/KCNE1/KDR组处理后标准化激活电流(0.045±0.050、0.166±0.060、0.342±0.050、0.551±0.080、0.742±0.100)和标准化尾电流(0.049±0.040、0.154±0.090、0.346±0.090、0.572±0.080、0.751±0.100)均明显低于处理前(0.081±0.070、0.238±0.100、0.459±0.090、0.758±0.580、1.000±0.000,0.069±0.040、0.245±0.080、0.509±0.090、0.787±0.060、1.000±0.000)(P＜0.05);-20、0、20、40、60 mV电压下,KCNQ1/KDR组处理后标准化激活电流和尾电流与处理前比较差异均无统计学意义(P＞0.05).结论 VEGF165能直接抑制KCNQ1/KCNE1电流,该作用通过β亚基发挥作用,由VEGF受体-2介导.
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KCNQ1基因功能降低与扩张型心肌病并发室性心动过速的相关研究
目的:探讨患者KCNQ1基因功能降低与扩张型心肌病(dialated cardiomyopathy,DCM)并发室性心动过速(ventricular tachycardia,VT)的遗传学机制研究.方法:收集DCM并VT患者的临床资料及血样标本,利用DNA直接测序法对KCNQ1基因的外显子及外显子连接区域进行测序,寻找基因变异,并使用全细胞膜片钳技术、共聚焦显微技术及蛋白免疫印记进行功能分析.结果:我们在1组DCM并VT的患者中发现了KC-NQ1基因突变p.R397Q;该突变为1例60岁男性患者,表现为无休止VT和轻度心功能不全;通过共转染突变型KCNQ1及其协同结构域KCNE1显示延迟整流钾电流(Iks)的尾电流密度降低.结论:以VT为表现的DCM,可能是由离子通道的编码基因突变引起.本研究提示KCNQ1可能为DCM并发VT的一个致病基因.
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激光共聚焦显微镜和免疫组化染色对比观察KCNQ1在小鼠耳蜗血管纹的表达
目的：采用激光共聚焦显微镜（LSCM）技术和免疫组化染色检测KCNQ1在小鼠耳蜗血管纹中的表达分布特征。方法：以KCNQ1-/-突变纯合子基因型小鼠和CBA/CaJ小鼠为实验对象，采用免疫组化染色、LSCM结合免疫学标记方法对比观察血管纹KCNQ1蛋白表达情况。结果：免疫组化染色显示CBA/CaJ小鼠血管纹边缘细胞顶膜KCNQ1蛋白高表达，呈棕褐色；LSCM观察显示免疫单标KCNQ1绿色荧光蛋白分布于CBA/CaJ小鼠血管纹边缘细胞细胞核，KCNQ1-/-小鼠边缘细胞均未见阳性反应。结论：LSCM技术能准确显示KCNQ1在小鼠耳蜗血管纹中表达及细胞定位。
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KCNQ1在小鼠耳蜗血管纹的表达及在听觉中的意义
目的 探讨KCNQ1在耳蜗侧壁血管纹的表达及其在听觉中的作用.方法以不同基因型小鼠KCNQl-1-(突变纯合子)、KCNQ1+/-(杂合子)和KCNQ1+/+(野生型)以及C57BL/6J小鼠为实验对象,采用免疫组织化学和ABR检测技术,检测KCNQ1在小鼠耳蜗血管纹的表达及其听力.结果 KCNQ1蛋白阳性颗粒集中在小鼠耳蜗血管纹边缘细胞顶膜.KCNQ1+/+小鼠的听力正常,短声ABR的阈值为36.67±7.13 dB SPL;KCNQ1+/-小鼠听力低于同窝KCNQ1+/+野生型鼠,短声ABR的阈值为38.25±9.35 dB SPL;KCNQ1-/-小鼠呈现全聋,ABR在100 dBSPL时仍无反应.结论 KCNQ1是位于耳蜗侧壁血管纹边缘细胞的重要通道蛋白,在维系耳蜗听觉功能中有重要作用.KCNQ1通道蛋白的缺失或功能受限可以不同程度地影响耳蜗的听觉功能.
