不同溫度對KCNQ2通道蛋白胞內轉運的影響及其機制研究

《不同溫度對KCNQ2通道蛋白胞內轉運的影響及其機制研究》是依託武漢大學，由余方擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：不同溫度對KCNQ2通道蛋白胞內轉運的影響及其機制研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：余方
• 依託單位：武漢大學

項目摘要

KCNQ2基因編碼的電壓依賴型鉀離子通道Kv7.2主要在神經系統中表達，其突變不僅可以引起高度自限性的良性家族性新生兒-嬰兒驚厥(BFNIC)，還可以表現為嚴重的癲癇性腦病，KCNQ2基因由此也被認為是癲癇的易感基因之一。因此，研究KCNQ2通道的調控對於研究新生兒癲癇的發病機制及相關藥物研發的意義重大。本課題前期的研究已經證實溫度升高可以影響KCNQ2通道的電生理特性及蛋白的胞內轉運，但對溫度升高引起KCNQ2通道蛋白胞內滯留的具體機制還不清楚。本課題擬在此研究的基礎上進一步深入，通過體外轉染細胞、腦片培養及動物模型三個層次，研究不同溫度對KCNQ2蛋白膜上表達和功能的影響並尋求對溫度最為敏感的突變位點，試圖闡明不同溫度對KCNQ2通道蛋白胞內轉運的影響及其具體機制並探討KCNQ2通道關鍵結構位點對功能的影響，為新生兒癲癇的發病機制及相關藥物研發提供理論依據和實驗基礎。

結題摘要

本課題按照實驗計畫，通過質粒構建，體外細胞實驗以及熱性驚厥動物模型的建立及檢測，完成課題原定計畫目標。課題組研究發現溫度上升可以促進KCNQ2蛋白的表達，但是KCNQ2膜蛋白表達並未增加。課題組成功構建孔區截短突變載體KCNQ2-SF，並轉染細胞。體外細胞實驗發現溫度升高后，截短突變型（KCNQ2-SF）通道的螢光強度沒有增加，螢光共定位分析結果膜表面的突變型通道（KCNQ2-SF）的比例也沒有改變，提示選擇性過濾器區域可能是影響KCNQ2通道蛋白轉運過程中的重要影響因素。課題組成功建立小鼠熱性驚厥動物模型，並發現高熱驚厥組小鼠海馬組織中KCNQ2基因的mRNA表達水平較正常對照組的表達有所升高。高熱誘導後，小鼠皮質和海馬中KCNQ2蛋白表達量增加，同時驚厥活動腦電波更為明顯。課題組研究發現對動物模型注射KCNQ通道抑制劑後，驚厥小鼠癲癇樣驚厥活動腦電波更為明顯，小鼠驚厥發作的潛伏期明顯縮短，驚厥持續時間明顯延長，同時發作溫度顯著降低。組織學研究同時發現小鼠海馬CA3區神經元排列鬆散，極向紊亂，細胞數量減少，組織間水腫明顯。課題組也發現注射KCNQ通道抑制劑對驚厥小鼠海馬組織的凋亡沒有明顯影響，但是小鼠海馬組織中KCNQ3表達的陽性率明顯降低，染色強度也有所減弱。提示KCNQ通道抑制劑在驚厥過程中不僅通過KCNQ2通道，也可能通過KCNQ3通道發揮作用。本課題研究成果可能為新生兒癲癇的發病機制及相關藥物研發提供理論依據和實驗基礎。