丹参酮IIA对遗传性LQT相关突变体IKs钾通道的调节作用及分子机制

延迟整流钾电流Iks是参与心肌动作电位复极的重要离子流，IKs通道功能障碍、电流减小,可致心肌复极延迟、QT间期延长，诱发致死性心律失常。IKs基因突变可通过影响通道动力学、通道蛋白运输等机制使IKs电流减小，引起1型和5型遗传性LQT综合征。IKs激动剂以及能纠正通道蛋白转运缺陷的化合物可能成为此类疾病的有效药物，目前此类化合物很少。我们在研究中首先发现丹参酮IIA（TⅡA）是一种新的IKs通道激动剂。但TIIA作用的分子机制是什么？其对LQT相关的突变体IKs通道作用如何？能否纠正突变体IKs通道蛋白转运缺陷？本项目拟采用膜片钳、共聚焦、定点突变等技术，研究TⅡA对遗传性LQT相关突变体IKs通道动力学、通道蛋白转运的影响，以及TIIA与IKs通道的结合位点。研究结果将丰富对IKs通道药物调控机制的认识，也将为特异性IKs通道激动剂设计和以IKs为靶点新型抗心律失常药物开放提供新线索。

缓慢激活延迟整流钾电流IKs是参与心肌动作电位复极的重要离子流，IKs通道功能障碍电流减小可致心肌复极延迟、QT间期延长，诱发致死性心律失常。IKs基因KCNQ1/KCNE1突变可通过影响通道功能、蛋白转运使IKs电流减小引起遗传性LQT综合征，IKs激动剂及能纠正通道蛋白转运缺陷的化合物可能成为此类疾病的有效药物。我们在前期发现丹参酮IIA（TIIA）可以激活正常野生型IKs钾通道、增大IKs电流，本项目在此基础上进一步研究了TIIA对遗传性LQT相关的突变体IKs钾通道的调控作用及其可能机制。主要完成了以下工作：（1）建立了IKs通道基因突变体(KCNQ1 28种；KCNE1 7种），研究了TIIA对所建立突变体通道电流的影响，结果表明，除KCNQ1突变体S277L、R228C和V205M外大多数突变体转入细胞后记录不到电流，加入TIIA后仍无法记录到电流；能记录到电流的上述3个突变体中，TIIA能够增大S277L和R228C通道电流但V205M通道电流无明显作用；（2)研究了TIIA对可导致通道蛋白转运缺陷的突变体KCNQ1（共20种）的蛋白转运的影响，结果表明：TIIA只能促进突变体R594Q通道蛋白转运到细胞膜，部分纠正该突变导致的蛋白转运缺陷，但对其它突变体KCNQ1蛋白转运无明显影响。（3）采用KCNQ1通道孔区氨基酸逐个突变方法探讨了TIIA在IKs通道可能的结合位点，结果表明：KCNQ1跨膜孔区氨基酸残基突变后记录到的电流均很小（<80pA）或无电流，加入TIIA后电流也无明显变化，无法明确TIIA的结合位点，推测IKs孔区突变可以使通道功能丧失，TIIA可能不与IKs通道孔区直接结合。项目按计划书研究内容进行了实验，但实验结果与研究计划设想差异较大，特别是遗传性LQT相关的大多数IKs通道突变体电流功能丧失，无法深入探讨TIIA作用机制，而且TIIA对大多数突变体通道无调控作用，临床应用于此类疾病前景有限。