关键词：
KCNE2
心肌细胞
LQTS
Ito
突变
动作电位
KChIP2
ICa-L
心肌肥大
摘要：
KCNE2基因编码产物为只含有一个跨膜结构的MinK相关蛋白1(Mink-related protein 1, MiRP1),又称KCNE2蛋白,含123个氨基酸,单独表达不具有通道功能,是泛宿主性β亚单位,对多种电压依赖性钾通道的α亚单位,如HERG(快激活延迟整流钾电流,fast component of delayed rectifier potassium current, Ikr的α亚单位)、Kv4.x (x=2/3)和Kv3.4(瞬间外向钾电流,transient outward current, Ito的α亚单位)、KCNQ1(慢激活延迟整流钾电流,slow component of delayed rectifier potassium current, Iks的α亚单位)以及超极化激活的环核苷酸门控的阳离子通道HCNx (x=1/2)(心脏起搏通道电流,funny current,If的α亚单位)等起到调节作用。
KCNE2基因突变导致获得性和遗传性长QT间期综合症(LQTS)的具体作用机制现在还不清楚。随着研究的深入,离子通道功能的改变在各种心肌肥大模型中备受关注。几乎所有心肌肥大模型都发现Ito功能下调；部分心肌肥大模型检测到Iks功能下调。一直以来认为钾离子通道重建是心肌肥大的结果,而近几年研究表明,钾离子通道功能下调参与心肌肥大的发生。而KCNE2作为Ito与Iks通道β亚基之一,现已发现在心肌梗塞狗的模型中表达减少,而老年大鼠与自发性高血压大鼠(SHR)心肌细胞的KCNE2表达增加。KCNE2表达水平的改变是否会通过影响心脏的电生理学特性而在心脏病变过程中起着一定的作用,尚有待于从电生理水平上进一步研究。
第一部分引起LQTS的KCNE2的两种突变体I57T和V65M对Kv4.3通道功能的调节
本实验在哺乳细胞系COS-7表达系统利用膜片钳全细胞记录方式,研究了两种LQT6相关的突变体157T和V65M对Kv4.3通道功能的影响,从KCNE2对Ito功能调控的改变探讨LQT6引起心律失常的电生理机制。结果发现：
1.1 I57T和V65M对Kv4.3通道电流密度和动力学的调节
Kv4.3和KCNE2共表达电流密度较Kv4.3单独表达有降低的趋势。突变体I57T和V65M虽然也使Kv4.3通道的电流密度有所降低,但无显著性差异。
KCNE2显著减慢Kv4.3通道的激活和失活。I57T对通道动力学的影响与Kv4.3单独表达时相似,TTP和T0.5与Kv4.3单独表达时无显著差异,但显著快于Kv4.3和KCNE2共表达的TTP (P=0.000)和T0.5(P=0.021)。而V65M对通道动力学的作用与I57T的正好相反,不仅使TTP和To.5的值显著高于Kv4.3单独表达时的值(分别为P=0.008和P=0.021),而且也高于Kv4.3和KCNE2共表达的TTP和T0.5,但在两组之间无显著差异。
1.2 I57T和V65M对Kv4.3通道电压依赖性失活的影响
KCNE2使Kv4.3电压依赖性失活曲线正向移位,P=0.020。I57T使电压依赖性失活曲线更靠近Kv4.3通道,甚至有轻微的负向移位,与单独表达的Kv4.3无显著差异(P=0.740)。较之Kv4.3通道,V65M使电压依赖性失活曲线正向移位,(P=0.001),但较Kv4.3与KCNE2共表达通道缺乏显著性差异。四组间的k值没有统计学差异,说明KCNE2及其突变体不改变Kv4.3的离子选择性。
1.3 I57T和V65M对Kv4.3通道从失活中恢复特性的影响
KCNE2使Kv4.3从失活中恢复的速度加快,P=0.047. KCNE2不引起Kv4.3出现显著的超射现象。I57T减慢Kv4.3从失活中恢复,但与Kv4.3和Kv4.3+KCNE2相比都缺乏显著性差异。而V65M能进一步加快Kv4.3从失活中恢复,虽然与Kv4.3+KCNE2相比无显著性差异,但显著小于Kv4.3,P=0.010。
结论：KCNE2对Kv4.3通道功能具有明显的调控作用,减慢通道的激活和失活,使电压依赖性失活正向移位,同时加快通道从失活中的恢复。I57T与Kv4.3共表达的通道,表现为丧失KCNE2的功能——"loss of function",而V65M的作用则与之相反,表现为增强KCNE2的功能——"gain of function"。由此推论,KCNE2基因突变,无论是增强(V65M)还是减弱(I57T)其功能都可能改变Ito在心脏电稳定性中的作用。
第二部分KCNE2与KChIP2c共表达对COS-7细胞上表达的Kv4.2通道电流特性的
欢迎来到三峡大学图书馆！
