不同性质氨基酸置换对I型电压依赖型钠通道功能和抗癫痫药物反应的决定作用及其临床相关性研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81571273
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    57.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0913.神经电活动异常与发作性疾病
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Voltage-gated sodium channel type I (Nav1.1), which encoded by SCN1A gene, plays a critical role in brain functional activity and served as a target of some anti-epileptic drugs (AEDs). SCN1A is now the most relevant epilepsy gene. So far, more than 1000 SCN1A mutations associated with epilepsy were identified. Missense mutations account for 48% among them. Previous studies suggest that missense mutations located on pore regions lead to severe phenotypes and seizures aggravation induced by AEDs, due to the loss of function of sodium channel; whereas those located on non-pore regions are associated with milder phenotypes. However, we have identified a missense mutation E1632A in S3 segment of Nav1.1 in patients with severe Dravet syndrome, who presented seizure aggravation by AEDs. The underlying mechanism warrants further studies. It is suspected whether different amino acid substitutions on the site of Nav1.1 may result severe or mild functional changes and are associated phenotype severity. In present study, we design amino acid substitutions of different properties nature at the site of 1632, including E1632A indentified in our patient, and 5 other amino acid substitutions (E1632V, E1632G, E1632K, E1632Q and E1632D) based on the principle of single-base mutation. We plan to study the functional alterations of these mutants by using expressions of heterogonous cells in vitro, including detection of electrophysiological properties of sodium channel by using the whole cell patch clamp technique, and the expression level of SCN1A gene and Nav1.1 protein expressed in cell membrane. Subsequently, different types of AEDs with different dosage will be administrated to each mutant to observe their electrophysiological properties changes of sodium channel. Comprehensive results of in vitro experiments will be analyzed to explore the relationship among genotypes, phenotypes, functional types as well as AEDs responses. This study will help understand the mechanism of refractory epilepsy caused by SCN1A missense mutation in non-pore regions and disclose the effects of sub-molecular structure changes on the sodium channel function and AEDs reaction.
I 型电压依赖型钠通道(Nav1.1)由SCN1A基因编码,临床上与癫痫关系密切,同时是多种抗癫痫药物(AEDs)作用的靶点。现已发现一千多个癫痫有关的SCN1A突变,错义突变占48%。既往认为Nav1.1孔区错义突变可以引起通道功能丧失而导致严重表型及AEDs加重发作;非孔区错义突变则与较轻的表型有关。我们此前在严重癫痫患者中筛查到Nav1.1非孔区的错义突变E1632A,AEDs可加重其发作,但其潜在机制不清。因此,我们在该位点设计不同性质氨基酸置换,通过异源细胞体外表达,研究不同突变体的电生理特性变化,以及对SCN1A基因表达和Nav1.1胞膜上表达的影响。随后每个突变体分别给予不同类型和浓度AEDs处理,观察其通道电生理改变。综合体外研究结果,分析其与临床的可能关系。其结果将对揭钠通道非孔区错义突变导致顽固性癫痫的机制,亚分子结构改变对钠通道功能和AEDs疗效的的影响有重要意义。

结项摘要

I 型电压依赖型钠通道(Nav1.1)由SCN1A基因编码,临床上与癫痫关系密切,同时 是多种抗癫痫药物(AEDs)作用的靶点。现已发现一千多个癫痫有关的SCN1A突变,错义突变占48%。既往认为Nav1.1孔区错义突变可以引起通道功能丧失而导致严重表型及AEDs加重发作;非孔区错义突变则与较轻的表型有关。我们此前在严重癫痫患者中筛查到Nav1.1非孔区的错义突变E1632A,AEDs可加重其发作,但其潜在机制不清。因此,我们在该位点设计不同性质氨基酸置换,通过异源细胞体外表达,研究不同突变体的电生理特性变化,以及对SCN1A基因表达和Nav1.1胞膜上表达的影响。结果发现Nav1.1 通道蛋白第1623位氨基酸可能以极性变化对通道电生理动力学性质影响最大,表现为E1623A、E1623V突变体电流密度降低,激活速度减慢,更容易失活,失活后恢复速度减慢。Nav1.1 通道功能降低,表现为“pLOF”。第1623位氨基酸所带电荷改变、结构变化及分子量大小也对Nav1.1 通道功能有一定影响。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Functional Investigation of a GRIN2A Variant Associated with Rolandic Epilepsy
与 Rolandic 癫痫相关的 GRIN2A 变异体的功能研究
  • DOI:
    10.1007/s12264-017-0182-6
  • 发表时间:
    2018-04
  • 期刊:
    Neuroscience Bulletin
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Xu Xing Xing;Liu Xiao Rong;Fan Cui Ying;Lai Jin Xing;Shi Yi Wu;Yang Wei;Su Tao;Xu Jun Yu;Luo Jian Hong;Liao Wei Ping
  • 通讯作者:
    Liao Wei Ping
A Point Mutation in SCN1A 5′ Genomic Region Decreases the Promoter Activity and Is Associated with Mild Epilepsy and Seizure Aggravation Induced by Antiepileptic Drug
SCN1A 5'基因组区的点突变降低启动子活性,与抗癫痫药物引起的轻度癫痫和癫痫发作加重有关
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2017-05-01
  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    Gao, Qu-Wen;Hua, Li-Dong;Shi, Yi-Wu
  • 通讯作者:
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  • DOI:
    10.1212/nxg.0000000000000066
  • 发表时间:
    2016-04
  • 期刊:
    Neurology. Genetics
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Liu XR;Huang D;Wang J;Wang YF;Sun H;Tang B;Li W;Lai JX;He N;Wu M;Su T;Meng H;Shi YW;Li BM;Tang BS;Liao WP
  • 通讯作者:
    Liao WP
Epilepsy-associated genes
癫痫相关基因
  • DOI:
    10.1016/j.seizure.2016.11.030
  • 发表时间:
    2017-01-01
  • 期刊:
    SEIZURE-EUROPEAN JOURNAL OF EPILEPSY
  • 影响因子:
    3
  • 作者:
    Wang, Jie;Lin, Zhi-Jian;Liao, Wei-Ping
  • 通讯作者:
    Liao, Wei-Ping
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癫痫性脑病/智力障碍中的 ARHGEF9 突变:了解表型变异的机制
  • DOI:
    10.1007/s10048-017-0528-2
  • 发表时间:
    2018-01-01
  • 期刊:
    NEUROGENETICS
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Wang, Jing-Yang;Zhou, Peng;Liao, Wei-Ping
  • 通讯作者:
    Liao, Wei-Ping

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SCN2A基因rs17183814多态位点与癫痫伴热性惊厥附加症患者的相关性
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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