SCN5A基因突变与遗传性心脏疾病的相关关系

SCN5A基因编码心脏钠离子通道Nav1.5的α亚基,主要与心脏动作电位的快速去极化有关,是最早研究的离子通道之一。SCN5A的突变和众多遗传性心脏疾病的电生理和结构表型有很大的相关性。其功能丧失突变与Brugada综合征、进行性心脏传导障碍、病窦综合征、特发性心室颤动和心房静止有关,而功能获得突变与长QT综合征3型相关。其他与SCN5A相关的疾病,如心房颤动,婴儿猝死综合征,扩张型心肌病,以及致心律失常性右室心肌病,重叠综合症,都有更复杂的病理生理机制,涉及多种分子表型的变化。随着膜片钳技术和诱导多能干细胞定向分化为心肌细胞(i PSC-CMS)技术的发展,SCN5A基因突变导致遗传性心脏疾病的致病机制已取得较大进展,根据最近的发现,本文主要对近年来SCN5A基因突变导致各种遗传性心脏疾病中的研究进展做一总结。     

致心律失常性右室心肌病患者的诱导性多能干细胞系的建立

目的：建立致心律失常性右室心肌病（ARVC）患者特异性的诱导性多能干细胞（iPSCs）,为研究ARVC发病机制提供研究模型。方法：培养来源于ARVC患者皮肤成纤维细胞,并进行突变位点测序鉴定。通过仙台病毒转导入外源性多能转录因子,将ARVC患者皮肤细胞诱导为iPSCs,结合免疫荧光法,实时荧光定量PCR,以及体内外三胚层形成实验对iPS细胞全能型进行鉴定。通过调控Wnt信号通路诱导iPS细胞定向分化为心肌细胞。结果：ARVC患者来源的iPSCs显示碱性磷酸酶阳性,多能性相关基因高表达,胚胎干细胞标志物Oct4,SSEA4,TRA-1-81阳性。体外悬浮培养形成的拟胚体以及体内畸胎瘤形成实验均显示ARVC-iPSCs具有向3个胚层分化能力。经过体外心肌定向,ARVC-iPSC可诱导产生自主节律性搏动细胞团,免疫荧光显示cTnT阳性。结论：本研究使用仙台病毒,建立了无插入型ARVC患者特异的诱导性多能干细胞系,该细胞系具有多能分化特性,并可定向分化为心肌细胞,为研究ARVC的致病因素和药物筛选提供宝贵的实验模型。     

家族性扩张型心肌病的分子遗传研究进展

扩张型心肌病是一种以左心室和,或右心室扩大、心肌收缩功能受损为主要特征的心肌疾病,是除冠心病和高血压以外导致心力衰竭的主要病因之一。家族性扩张型心肌病约占扩张型心肌病的35％。目前为止,发现的和扩张型心肌病相关的基因突变主要是心肌蛋白基因突变和细胞骨架蛋白基因突变,此外还有线粒体DNA的突变和能量代谢相关的基因突变。本文对引起家族性扩张型心肌病的分子遗传进展进行了总结。     

肥厚型心肌病的致病分子机制研究进展

肥厚型心肌病(Hypertrophic cardiomyopathy,HCM)是以左心室及室间隔不对称肥厚为基本特征的原发性心肌病,其发病率约为0.2%,是青少年和运动员心源性猝死的最常见原因。HCM的发病年龄、发病程度和猝死风险等临床表型具有多样性,通常呈常染色体显性遗传。目前已报道的HCM相关突变超过900种,主要定位在β肌球蛋白重链基因、肌球蛋白结合蛋白C基因、心脏肌钙蛋白T基因等13个心脏肌节蛋白基因;另一方面,越来越多的研究显示线粒体基因突变与HCM发生相关。文章在简单介绍HCM形态学特征及临床表型的基础上,着重综述了HCM的致病分子机制及其最新研究进展。     

钠通道基因SCN5A突变与扩张型心肌病

心脏钠通道基因SCN5A突变可以导致多种心律失常,近年研究发现该基因突变与扩张型心肌病也有关,但致病机制不甚清楚。本文通过比较与扩张型心肌病有关的多个已发现SCN5A突变的电生理特点,提出该基因突变可能通过改变细胞内钠浓度来影响细胞内钙稳态而导致扩张型心肌病;新近发现的A1180V突变携带者表现出的异常心电图,很可能为某些扩张型心肌病患者进行早期诊断,提供一种有效而简便的方法。     

致心律失常性右室心肌病/ 发育不良1 例报告并文献复习

目的:探讨致心律失常性右室心肌病/发育不良的临床特点、病理特征诊断及治疗。方法:回顾性分析1例致心律失常性右室心肌病/发育不良的临床资料,并复习相关文献。结果:致心律失常性右室心肌病/发育不良常见临床表现有心悸、头晕、晕厥、气急胸闷,心电图可见延迟除极epsiton波。结论:致心律失常性右室心肌病/发育不良临床罕见,心脏超声及冠脉CT,心电图为主要确诊手段,治疗以限制运动与药物治疗为主。     

致心律失常型右室心肌病引起的心力衰竭分子标志物的筛选

目的：筛选致心律失常型右室心肌病引起心力衰竭的分子标志物。方法：从本院的心脏病组织库中挑选5例病理诊断明确和各方面资料比较齐全的致心律失常型右室心肌病引起心力衰竭的心脏病标本(来源于心脏移植的受体),与年龄、性别和种族等因素相匹配的正常对照心脏组织(来源于心脏移植的供体)进行全基因组表达芯片的比较研究。提取致心律失常型右室心肌病的左心室组织RNA,同时提取正常对照心脏相应部位的RNA。应用晶芯人类全基因组寡核苷酸微阵列基因表达谱芯片(含有人类基因35,000个),筛选致心律失常型右室心肌病引起的心力衰竭基因表达谱的改变。应用实时定量荧光反转录聚合酶链式反应(real-time RT-PCR)验证致心律失常型右室心肌病引起的心力衰竭基因表达改变的真实性和准确性。 结果：应用基因表达芯片研究方法共筛选出78个差异表达基因,其中有35个基因在致心律失常型右室心肌病引起的心力衰竭中表达升高,而另有43个基因表达降低。其中变化较多的基因属于与代谢相关的基因。对其中36个差异表达基因应用real-time RT-PCR的方法进行了验证,差异表达基因的准确性在75%,并首次报告了心钠素在致心律失常型右室心肌病引起的心力衰竭中表达明显升高。结论：本研究在世界上首次应用基因表达芯片的方法,观察了致心律失常型右室心肌病引起的心力衰竭基因表达谱的改变,为致心律失常型右室心肌病引起的心力衰竭分子机制的阐明和寻找疾病特异的分子标志物,以用于鉴别诊断、判断病情和预后及指导个性化治疗奠定了基础。     

常染色体隐性遗传小头畸形相关蛋白研究进展

脑发育相关疾病是一类影响大脑或中枢神经系统生长和发育的疾病。常染色体隐性遗传小头畸形(autosomal recessive primary microcephaly, MCPH)是一种神经系统发育障碍疾病,病人主要表现为头围减小,并伴随一定程度的智力衰退。迄今为止已发现至少有25个基因突变都会导致MCPH,根据它们发现的顺序分别命名为MCPH1～25。MCPH蛋白作为重要的成份参与调控大脑发育相关信号通路。本文对目前发现的25个MCPH相关蛋白的表达模式、细胞定位、分子生物学功能、表型及动物模型进行了综述,旨在提升人们对脑发育相关疾病的致病机制的认知,促进对神经元生成、脑尺寸大小及脑功能调控等分子机制的研究。     

心脏肌球蛋白重链基因c.1273G>A突变与肥厚型心肌病的关联分析

为研究中国人家族性肥厚型心肌病(HCM)的致病基因突变位点, 分析基因型与临床表型的相互关系, 文章在1个中国汉族HCM家系中进行心脏肌钙蛋白T (TNNT2) 基因、心脏肌球蛋白结合蛋白C (MYBPC3) 基因和心脏β-肌球蛋白重链 (MYH7) 基因的突变筛查, 聚合酶链式反应(PCR)扩增基因功能区外显子片段并对PCR产物进行测序分析。结果表明: 在该家系接受调查的7名成员中有4名成员携带MYH7基因c.1273G>A杂合突变, 该突变位点位于MYH7基因的14号外显子并使425位的甘氨酸(Gly)转换为精氨酸(Arg)。该突变首次在国内HCM家系中发现, 突变携带者的临床表型在家系内部呈现明显的异质性。该家系成员TNNT2及MYBPC3基因未发现突变且正常对照组相同位置未发现异常。MYH7基因是我国家族性 HCM的致病基因之一, 携带c.1273G>A突变的肥厚型心肌病患者临床表型差异明显, 提示可能有其它因素参与了肥厚型心肌病的发展过程。     

心脏肌球蛋白重链基因c.1273G〉A突变与肥厚型心肌病的关联分析

为研究中国人家族性肥厚型心肌病(HCM)的致病基因突变位点,分析基因型与临床表型的相互关系,文章在1个中国汉族HCM家系中进行心脏肌钙蛋白T(TNNT2)基因、心脏肌球蛋白结合蛋白C(MYBPC3)基因和心脏β-肌球蛋白重链(MYH7)基因的突变筛查,聚合酶链式反应(PCR)扩增基因功能区外显子片段并对PCR产物进行测序分析.结果表明:在该家系接受调查的7名成员中有4名成员携带MYH7基因c.1273G>A杂合突变,该突变位点位于MYH7基因的14号外显子并使425位的甘氨酸(Gly)转换为精氨酸(Arg).该突变首次在国内HCM家系中发现,突变携带者的临床表型在家系内部呈现明显的异质性.该家系成员TNNT2及MYBPC3基因未发现突变且正常对照组相同位置未发现异常.MYH7基因是我国家族性HCM的致病基因之一,携带c.1273G>A突变的肥厚型心肌病患者临床表型差异明显,提示可能有其它因素参与了肥厚型心肌病的发展过程.     

一个非综合征性耳聋家系致病基因的研究

非综合征性耳聋(nonsyndromic hearing impairment, NSHI)是一种十分常见的人类神经系统疾病, 约有1/1000的新生儿患有语前聋。GJB2基因编码间隙连接蛋白Cx26, 是最常见的NSHI致病基因, 大约50%的常染色体隐性遗传NSHI是由GJB2基因突变引起的。在本研究中, 收集了江苏省一个复杂的非综合征性耳聋家系, 并对其进行了分子遗传学研究。对所有已知常染色体隐性遗传的NSHI致病基因, 选用其侧翼的微卫星标记进行连锁分析, 发现该家系的致病基因与D13S175连锁。对GJB2基因进行整个编码区域的测序, 发现235碱基处发生了碱基C的纯合缺失, 这一突变可能是该家系中绝大多数患者致病的遗传基础。     

CAV3基因突变相关的骨骼肌和心肌病

Caveolin-3(CAV3)是微囊蛋白家庭成员的肌肉特异性蛋白,在心肌中表达丰富,目前发现它的基因突变与九种典型的骨骼肌和心肌病症有关:肢带型肌营养不良(LGMD-1C)、波纹肌肉病(RMD)、远端型肌病(DM)、横纹肌溶解症(RM)、高CK血症(H-CK)、肥厚型心肌病(HCM)、扩张型心肌病(DCM)、长QT综合征(LQTS)、婴儿猝死综合症(SIDS)。有些突变可能导致两种以上的疾病同时出现,同种突变也可能导致不一样的疾病类型,CAV3相关疾病报道越来越多,其致病机制尚待深入的研究。本文就CAV3突变相关疾病及其分子机制研究进行综述。     

严重心律失常的相关离子通道病及分子机制探讨

致死性心律失常的发生机制复杂,与先天性基因突变及后天性心肌病变的离子通道病有关。离子通道病变包括膜上Na^＋、K^＋、Ca^2＋通道和肌浆网的钙释放与重摄取通道和它们的调控蛋白异常。本文讨论了致心律失常性心肌病中,K^＋、Ca^2＋离子流的上调与致心律失常性以及近两年离子通道病、心律失常领域内的研究新动向和主要进展。     

致心律失常性右心室心肌病致病蛋白的挖掘

目的:鉴定疾病蛋白对深入理解致心律失常性右心室心肌病(ARVC)致病机制至关重要。可以采用计算生物学的方法,在ARVC疾病相关网络中挖掘新的潜在的致病蛋白。方法:本文整合HPRD和BioGRID的蛋白质互作数据,获得了较为全面且真实可靠的蛋白质互作数据;通过结合文本挖掘和统计学检验筛选出ARVC种子蛋白,应用最近邻居扩增的方法,构建ARVC蛋白质互作网络(PPIN),并采用PRINCESS法则对网络中每对互作蛋白加权;最后,基于ARVC关联得分策略对网络中的每个蛋白质打分并排秩。结果:分析发现排秩前50的候选蛋白大都与ARVC关系密切,如PRKCA,CDH1,SMAD4,SMAD2,CDH5,CTNNA1,DSC1等在调节心肌收缩、细胞程序性死亡、心脏的发育过程及维持桥粒的完整性方面起重要作用。结论:我们提出的方法为鉴定与ARVC致病机制相关的新致病蛋白提供了有效的途径。     

核修饰基因突变与线粒体基因突变协同致聋

很多因素,如氨基糖苷类抗生素、核修饰基因等,对mtDNA突变引起的遗传性聋都具有协同作用,影响耳聋的表型表达。现主要综述MTO1、GTPBP3、TRMU、TFB1M及YARS2五种核修饰基因突变协同mtDNA突变致聋的研究进展及可能致病机制。作为一个可能协同致聋的核修饰基因,致病性YARS2和肌病、乳酸性酸中毒与铁粒细胞性贫血(MLASA)临床三联征都有关,该突变会减弱线粒体tRNA~(Tyr)的氨基酰化能力。目前,对于该核修饰基因突变协同致聋的机制仍在探索当中。     

下一代半导体测序技术在遗传性心肌病分子诊断中的应用

遗传性心肌病(Inherited cardiomyopathy, ICM)是一种常见的遗传性心脏疾病,主要由基因突变所致,是青少年和年轻运动员猝死的最主要原因之一。到目前为止,已经发现约100个基因和其致病有关,这些基因相关的变异位点具有不同的致病机制。随着临床遗传检测在遗传疾病诊断中的应用,对遗传性心肌病的分子遗传学特性及其致病机制进行深入了解,是对该病遗传诊断的关键。下一代半导体测序仪在2010年底由美国Life Technologies公司发布,其以布满微孔的高密度半导体芯片为测序基础,具有快速、经济、灵敏性好、准确率高等特点,已经应用于遗传疾病的突变筛查。文章主要对遗传性心肌病的分子遗传学特性和下一代半导体测序技术在遗传性心肌病遗传检测中的应用以及面临的挑战进行了概括总结,有助于遗传性心肌病的诊断、预防和治疗。     

基于CRISPR/Cas9系统构建TIA1基因突变的人诱导多能干细胞系

利用CRISPR/Cas9基因编辑技术构建TIA1-P362L突变的人诱导多能干细胞(iPSCs)系,并使其分化为运动神经元,为研究TIA1突变导致肌萎缩侧索硬化症(ALS)的分子机制及药物筛选提供细胞模型。利用CRISPR在线工具设计sgRNA,将其构建到pX330载体中,扩增左右同源臂并将其构建到供体载体中,接着对该供体载体的靶位点进行突变以获得同源重组的Donor质粒。将sgRNA和Donor质粒同时电转到野生型iPSCs系C11中,经G418抗性筛选获得单克隆,利用PCR和Sanger测序鉴定基因型,采用Western blot鉴定TIA1蛋白表达情况,并用核型分析、免疫荧光染色、定量反转录PCR及拟胚体(EBs)三胚层分化对TIA1-P362L突变的iPSCs系进行多能性鉴定,通过抑制SMAD信号通路诱导iPSCs分化为运动神经元并用特异性抗体验证。该研究成功建立具有TIA1-P362L突变的iPSCs系,该细胞系正常表达TIA1蛋白,具有多能性且能成功分化为运动神经元,对阐明TIA1在ALS疾病中的作用具有重要意义。     

遗传性肾炎的遗传学研究进展

遗传性肾炎(hereditary nephritis,HN)是一组与遗传有关,主要累及肾小球的肾脏疾病,常伴有其它器官的损伤.HN呈家族聚集性,可表现为常染色体显性遗传、常染色体隐性遗传和X连锁遗传,有些家系还表现为非孟德尔遗传和线粒体遗传.对HN主要疾病的临床表型、遗传学和动物模型的总结和对HN疾病的深入研究有可能找到疾病的致病突变,以及更好地了解疾病的分子机制.     

家族性高胆固醇血症样表型遗传异质性的分子基础

家族性高胆固醇血症(FH)是由于低密度脂蛋白受体(LDL—R)基因突变,致使细胞表面LDL-R蛋白功能缺陷,导致血浆低密度脂蛋白(LDL)大幅度增高,并可导致早发冠心病。“FH”已经成为携带LDL-R基因突变患者的同意词,但日益增多的研究证实,其他6种基因突变也可通过不同机制导致FH样表型。这些致病基因的发现．促进胆固醇代谢的研究进入新领域,有助于深入探讨胆固醇代谢的调节机制,并将为FH样表型的诊断和治疗提供新的理论依据。文章就有关FH样表型遗传异质性的分子基础研究的近况作一简要综述．以引起人们的关注。     

桥粒蛋白与离子转运相关通道

桥粒为细胞与细胞之间的一种连接结构,参与细胞间机械应力传导. 在心肌组织中,桥粒与粘着连接及缝隙连接共同构成闰盘,对于维护心肌闰盘结构和功能的完整性具有重要作用. 近年来,越来越多的研究表明,桥粒蛋白基因突变、表达的缺失或功能异常,可引起心肌细胞钠、钾离子通道、缝隙连接蛋白等心肌电活动相关结构的重塑,增加心肌电学异质性,进而促发心律失常. 本文将就桥粒蛋白与离子转运相关通道关系的最新研究进展进行综述.