孤立性心房颤动相关候选基因PITX2、NKX2-5、TBX5的遗传学研究

摘要

背景：房颤是临床最常见的心律失常，是导致脑卒中在内的其他心血管并发症的主要病因之一，对其发病机制的探索尚无定论。既往报道了多个基因和房颤的发病相关，如：KCNQ1，KCNE2，KCNJ2，KCNH2，GJA5，ANP 等。但由于房颤具有明显的遗传异质性，不同患者可能具有不同的致病基因，因此有必要从孤立性房颤入手，研究房颤潜在的遗传机制。目前人们认为肺静脉肌袖是引发和维持房颤的常见异位起源点。PITX2、NKX2-5 是和心脏发育相关的转录因子，同时也和肺静脉肌袖发育相关。TBX5 作为一个和心脏发育密切相关的转录因子，其突变导致心手综合征。但有研究发现在一个心手综合征家系中，TBX5 的突变多在伴有心手综合征的房颤患者上发现。房颤群体关联分析研究也提示TBX5 和房颤的发病相关。故PITX2、NKX2-5 和TBX5 基因作为房颤的候选基因，可能在房颤的发病过程中起到了重要作用。
　　 目的：寻找PITX2、NKX2-5、TBX5 基因突变和房颤发病之间的关系，并研究其具体作用机制，为房颤的基因治疗提供更充分的证据。
　　 方法：收集187个孤立性房颤患者和200 名无血缘关系的正常对照者静脉血，并提取血液DNA。以PITX2、NKX2-5、和TBX5 基因作为候选基因，采用聚合酶链反应-单链构象多态性分析并对发现异常者直接进行测序，通过软件对测序图进行分析。对发现的突变进行保守性分析，并选择保守性较好的突变R355C 通过定点突变方法构建突变型TBX5R355C 质粒，通过同源重组策略构建野生型TBX5WT 和突变型TBX5R355C 腺病毒感染大鼠心房肌细胞，检测突变型TBX5R355C 是否调节其下游信号分子Cx40 和ANP 的表达，并检测是否影响心房结构蛋白MHCα，MLC2a，MLC2v；并通过体外转录技术得到突变型TBX5R355C RNA 注射斑马鱼，观察野生型TBX5WT 和突变型TBX5R355C 斑马鱼的表型，并通过多导电生理记录仪采集斑马鱼的心电图，观察注射突变型TBX5R355C 的斑马鱼是否有房颤等房性心律失常。
　　 结果：对于PITX2基因，在2 名房颤患者分别发现了位于内含子区域的新改变g.766C>A 和位于5’UTR 区域的新改变g.8310C>T (c.-150C>T)；对于NKX2-5基因，在1 名合并有预激综合症A 型的阵发性房颤患者发现编码区第393位的C 碱基被T 碱基替代，从而导致氨基酸序列的131 位谷氨酸变成赖氨酸（E131K），该位点在哺乳动物中普遍保守；对于TBX5 基因，在5个孤立性房颤患者上发现了4 个错义突变：c.1063C>T(p.R355C), c.1115C>T(p.S372L),c.1127A>G(p.Q376R), c.1283G>T(p.A428S),这4 个错义突变在哺乳动物中保守性较好。200 名正常对照中未发现上述碱基改变。感染了突变型TBX5R355C腺病毒的大鼠心房肌细胞，其Cx40和ANP蛋白表达明显高于野生型TBX5WT，但心房结构蛋白MHCα，MLC2a，MLC2v 的表达未受到影响。而注射有突变型TBX5R355C RNA 的斑马鱼也显示出心房颤动的表型，其心电图也记录到心房颤动或房速等房性心律失常的波形，并且斑马鱼的心脏结构正常。
　　 结论：在中国孤立性房颤患者中发现影响肺静脉肌袖发育基因PITX2的非编码区改变、NKX2-5 的编码区改变、及心脏发育相关基因TBX5 的编码区突变。功能研究揭示心脏发育相关基因TBX5 的突变可不影响心脏结构，并引起心脏电生理的异常，导致孤立性房颤。从而为我们进一步理解房颤的发病机制提供新的启示。

目录

1.绪论

2.材料与方法

3 结 果

4 讨 论

5 结 论

6 参考文献

7 附录

8 致 谢

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