摘要
本研究中一例Timothy综合征(LQT8)儿科患者,具有特征性面部畸形、并指及严重心脏异常(QTc间期延长、2:1房室传导阻滞、T波电交替)。全外显子组测序鉴定出CACNA1C基因新生exon 8A错义突变(c.1216G>A;p.Gly406Arg),导致Cav1.2通道功能获得性改变。为探索治疗策略,本研究从患者特异性诱导多能干细胞(iPSC)分化获得心肌细胞(iCMs),并与野生型iCMs进行比较,解析基因差异表达,探索治疗干预策略。
iCMs分化至第45天,经流式细胞术检测cTnT和α-actinin高度阳性表达,以及免疫荧光染色证实CACNA1C和cTnT蛋白共表达,证实其高纯度。mRNA测序用于解析致病相关基因表达以及潜在保护干预的靶点。分子对接解析药物作用靶点,电生理检测药物干预效果。
TS-iCMs与WT-iCMs的mRNA测序揭示差异基因显著富集于心率调节、膜去极化等生物学过程,以及肥厚型心肌病、钙信号通路和肾上腺素能信号等KEGG通路。其中SCN5A和SLC8A3(又称NCX3)的异常表达可能参与动作电位功能障碍,而FBXO32、ATP2A2(SERCA2a)、MYL2(MLC2)、SLC8A3及SPHK1(鞘氨醇激酶1)等多个差异表达基因提示P21激活激酶1(PAK1)信号通路为潜在治疗靶点。FTY720(商品名:芬戈莫德)作为一种公认用于复发性多发性硬化症的儿科药物,因其鞘氨醇-1-磷酸受体激动剂的化学特性,被选为药物重定位策略的候选药物。基于RCSB蛋白质数据库获取蛋白结构,利用Schrödinger Glide模块进行分子对接,验证了(S)-FTY720-P/FTY720与抑制性G蛋白偶联S1PR分子的结合。膜片钳实验显示,在1 Hz刺激下TS-iCMs的动作电位时程(APD)较WT-iCMs显著延长;在4 Hz刺激下TS-iCMs动作电位呈现明显电交替,提示复极异常;而经100 nM FTY720处理48小时后,这些异常动作电位电活动显著去除。
我们的研究初步揭示了FTY720通过纠正电生理缺陷来改善TS致命性心律失常的潜力。
