磷酸化对HERG钾通道的调控作用

HERG(human ether-a-go-go-related gene)编码的钾通道介导快速激活延迟整流钾电流(IKr).IKr在心肌动作电位复极中发挥极其关键的作用,IKr的减弱可延长心肌动作电位时程,导致长QT综合征(LQTS).HERG突变和HERG钾通道的药物性阻滞是LQTS的常见原因之一.心脏HERG钾通道功能受众多因素的调控,该通道的磷酸化是重要的调控因素之一.现有报道证实HERG钾通道的调节由蛋白激酶(protein kinases A、C和protein tyrosine kinases Src等)介导完成.     

β-肾上腺素受体对HERG钾通道的调控

室性心律失常通常因运动或情绪应激诱发,特别是在先天性长QT综合征(LQTS)的患者。运动或情绪应激刺激交感神经系统,主要引起心脏β-肾上腺素受体的激活。快速激活延迟整流钾电流(IKr)在心肌动作电位的复极过程中发挥关键的作用,IKr的减弱可延长心肌动作电位时程,导致LQTS。研究发现,抑制HERG/IKr电流,导致心脏复极延长,这对应激增加致死性心律失常的发生提供了一个病理生理的解释。现就β-肾上腺素受体对HERG钾通道调控机制及其临床意义作一综述。     

抗心律失常药物靶点——IKr/HERG通道的调控机制研究

目的探讨快速延迟整流钾电流（IKr／HERG）在缺血性心律失常发生过程中的调控作用及机制。方法新西兰兔12只，随机分为对照组和缺血组，采用酶解法分离单个心室肌细胞，应用全细胞膜片钳技术记录心室肌细胞IKr／HERG变化趋势；应用Western blot技术，检测转染小RNA（miRNA）后人乳腺癌（SKBr3）细胞IKr／HERG通道蛋白表达量的改变。结果IKr／HERG在实验电压＋60mV下，缺血组（2．25±0．31）pA／pF明显低于对照组（3．81±0．64）pA／pF；miRNA转染进入SKBr3细胞后，细胞膜IKr／HERG通道蛋白表达量降低，仅是对照组的10％。结论miRNA调控IKr／HERG通道蛋白的表达，进而抑制IKr／HERG，参与缺血性心律失常的发生与发展。     

HERG钾离子通道与药物的心血管安全性

Ikr为HERG编码延迟整流钾通道（以下简称HERG钾通道）中的快速成分,在人心肌动作电位正常复极中起关键作用。HERG钾通道既可作为抗心律失常药物的治疗靶点,亦可作为探究一系列药物致心脏毒性的分子靶点,目前巳日益成为药物研究的热点。     

LQT2相关hERG基因的功能和表达

先天性长QT综合征（LQTS）是一类遗传性心律失常,现已发现12种不同基因的突变与LQTS相关。在中国长QT综合征Ⅱ型（LQT2）是一种最常见的LQTS,其发生率占LQTS的54.5%。先天性LQT2由hERG基因突变所致。hERG基因编码心脏快速激活延迟整流钾电流（IKr）通道的α亚基,hERG基因的突变可使IKr通道外向钾电流减少,QT间期延长。本文主要从hERG基因的突变机制,基因的检测和其与miRNA的关系等方面进行阐述。     

口服补钾治疗LQT2的新方法

先天性长QT综合征(LQTS)是心肌细胞复极异常的一种遗传性疾病。HERG编码快速激活延迟整流钾通道，HERG的变异(LQT2型)在先天性LQTS中约占45％。该文对长期口服补钾治疗使得血清中K 浓度轻度持久性增加后，是否能够持久改善LQT2亚型患者心肌复极参     

西沙比利对HERG基因表达的快速激活延迟整流钾通道电流及蛋白的影响

目的评价西沙比利对转染HERG基因表达的快速激活延迟整流钾电流(IKr)和蛋白的影响,探讨其致心律失常的机制。方法使用脂质体介导的瞬时转染法把野生型HERG基因转染进人胚肾细胞(HEK293),采用全细胞膜片钳技术评价西沙比利对IKr通道电流和动力学的影响;使用G418筛选出稳定转染HERG的细胞,并用西沙比利进行干预,应用免疫蛋白印迹技术评价药物对蛋白的影响。结果西沙比利对IKr通道的刺激电流(IHERG)和尾电流(Itail)具有浓度和电压依赖性抑制作用,半数最大抑制浓度分别14.5和3.9nmol/L。西沙比利使IHERG和Itail的最大峰值电位前移,但不改变激活电位;使激活曲线左移并加快通道的失活,但不改变通道失活后的恢复时间;西沙比利对转染后的HEK293细胞上的IKr通道蛋白无明显抑制。结论西沙比利通过作用于通道的失活态抑制HERG钾电流,但不影响HERG通道蛋白的表达。     

长QT综合征的分子生物学研究进展

先天性长QT综合征 (LQTS)是一种遗传性心脏病 ,共有两种形式 :Romano WardSyndrome(RWS)和JervellandLange NielsenSyndrome(JLNS)。目前已发现 5个LQTS致病基因共 177个突变位点。该 5个致病基因均是编码离子通道蛋白的基因。RWS相关基因分别是KvLQT1,HERG ,SCN5A ,minK ,MiRP1,以常染色体显性遗传为特征。KvLQT1和HERG均编码钾离子通道。KvLQT1和minK的编码蛋白形成心肌缓慢激活延迟整流钾通道。HERG和MiRP1的编码蛋白形成心肌快速激活延迟整流钾通道。两者通过负显性机制发挥作用。SCN5A编码钠离子通道 ,通过功能放大机制发挥作用。JLNS相关基因是KvLQT1或minK的纯合突变 ,以常染色体隐性遗传为特征。此外尚有未知基因与LQTS有关。     

心房颤动患者心房组织延迟整流钾通道基因表达的研究

目的 探讨心房颤动（AF）患者心房组织延迟整流钾通道（Kv1、5、HERG、KvLQT1通道）基因表达的变化。方法 以窦性心律组（SR组）为对照，应用逆转录-聚合酶链反应（RT—PCR），以三磷酸甘油醛脱氢酶（GAPDH）为内参照，检测35例风湿性心脏瓣膜病患者右心耳组织Kv1．5、HERG、KvLQT1通道的mRNA表达量。结果 和SR组相比，Kv1．5钾通道mRNA表达在慢性房颤组（CAF组）下降显著，有统计学意义（P〈0．05），在阵发性房颤组（PAF组）差异无统计学意义（P〉0．05）；HERG钾通道和KvLQT1钾通道mRNA表达CAF组和PAF组差异均无统计学意义（P〉0．05）。结论 Kv1．5钾通道转录水平下调可能是相应超速延迟整流钾电流（IKur）重构的分子基础，其基因表达异常是AF电重构的重要环节；HERG钾通道和KvLQT1钾通道在基因转录水平差异无统计学意义，与AF模型快速延迟整流钾电流（IKr）和缓慢延迟整流钾电流（IKs）无变化相符。     

延迟整流钾通道与动作电位复极及心律失常

延迟整流钾通道 （IK）主要参与心肌动作电位的复极过程。其至少包含两种成分 :快速激活成分 （Ikr）和缓慢激活成分 （Iks）。目前 IK 通道的分子基础已趋阐明 ,HERG,Kv L QT1 或 min K基因突变均可抑制 IK 流 （Ikr或 Iks） ,导致心肌复极延长 ,最终可产生 QT延长综合征 （L QTS）     

关附庚素对HERG钾通道电流及通道动力学的影响

目的 用膜片钳全细胞记录法评价关附庚素（GFG）对HERG基因表达的快速激活延迟整流钾通道电流（IKr）及通道动力学的影响。方法 使用脂质体介导的瞬时转染法把野生型HERG基因转染入人胚肾细胞（HEK293）,采用标准的全细胞膜片钳技术记录IKr通道电流,观察不同浓度（3、12.5、50、200 和1000 Umol/L）的GFG对IKr和通道动力学的作用。 结果GFG对IKr的尾电流（Itail）具有浓度依赖性抑制作用,半数最大抑制浓度为17.9滋mol/L,Hill常数为0.75。 50 Umol/L GFG使得刺激电流（Istep）和Itail的最大峰值电位前移,呈电压依赖性,但不改变激活电位。 50 Umol/L GFG对IKr具有时间依赖性阻断效应,时间延长抑制效果增强。 50 Umol/L GFG使激活曲线左移,半数激活电压从（-2.15±1.94） mV改变为（-9. 22±2.43） mV（n = 5,P〈0. 05）,但对曲线的斜率因子k无显著影响;50 Umol/L GFG使得稳态失活曲线左移,半数失活电压从（-56.9±1.2） mV改变为（-64.2±1.5） mV（n=6,P〈0. 05）,但不影响曲线斜率因子k。50 Umol/L GFG加快通道的失活,在-60 mV以上能加快通道的失活后恢复时间,并可显著减慢通道的去激活时间。 结论 GFG对HERG基因表达的IKr通道电流具有浓度、电压和时间依赖性阻断作用,主要是通过结合通道的激活态和失活态发挥抑制效应。     

钾通道与心血管临床

一、心肌K+ 通道有以下几类1.外向整流通道 (Kv)由膜去极化激活 ,产生外向钾电流 ,负责心肌动作电位的各期复极化。在快反应细胞如心室肌中 ,复极 1期是由短暂外向钾电流 (Ito)所产生 ;内向性钙电流 (ICa)和外向性钾电流(IK)的相互平衡是形成 2期平台的主要因素 ;钙电流的失活和IK 的缓慢成分 (IKs)的继续 ,使外向电流超过内向电流而触发 3期快速复极化 ,3期复极化主要为外向钾电流的快速成分 (IKr)所产生。IKr又称钾外向背景电流 (IK1 )。IKs,IKr在细胞外钾浓度增高时增强 ,故称整流通道。2 .内向整流通过 (KIR,IK)保持心脏舒张…     

钾通道与心血管临床

1．外向整流通道(Kv)由膜去极化激活，产生外向钾电流，负责心肌动作电位的各期复极化。在快反应细胞如心室肌中，复极1期是由短暂外向钾电流(Ito)所产生；内向性钙电流(ICa)和外向性钾电流(IK)的相互平衡是形成2期平台的主要因素；钙电流的失活和，K的缓慢成分(IK2)的继续，使外向电流超过内向电流而触发3期快速复极化，3期复极化主要为外向钾电流的快速成分(IKr)所产生。IKr又称钾外向背景电流(IK1)。IKs，IKr在细胞外钾浓度增高时增强，故称整流通道。     

细胞外氢离子浓度对HERG通道功能的影响

背景：HERG基因在心肌细胞高度表达，编码钾离子通道，形成延迟整流钾电流的快速激活成分，在复极化过程中发挥重要作用，它是维持2和3相动作电位的主要因素。最近有研究显示HERG基因突变可引起长QT综合征（LQTS），而且许多抗心律失常药物的作用靶点为HERG通道。本研究的目的是探讨不同胞外氢离子浓度对HERG通道的影响。 方法和结果：本研究将HERG基因亚克隆到pSP64和pcDNA3．1表达载体，用T7 RNA聚合酶体外合成cRNA，经Ribogreen荧光定量和变性胶电泳鉴定后，将相应的cRNA注入卵母细胞，在18℃培养箱中培养3天后，用标准双电极电压钳测量卵母细胞的表达电流。所有数据均采用pCLAMP软件采集，并应用Kaleidagraph 3．5和Igor软件进行数据处理。研究表明胞外酸化作用（pH8．5，7．5，6．5）时，HERG通道灭活加速，激活曲线右移，而其它门控动力学无明显影响。 结论：本研究表明胞外酸化（pH8．5，7．5，6．5）作用时，HERG通道灭活加速，激活曲线右移。酸中毒时，HERG通道灭活加速可能是引起心律失常的一种机制。     

盐酸关附甲素对转染HERG基因表达的快速激活延迟整流钾通道电流的影响

目的 用膜片钳全细胞记录法观察盐酸关附甲素(AHH)对转染HERG基因表达的快速激活延迟整流钾电流(IKr)的影响.方法 使用脂质体介导的瞬时转染法把野生型HERG基因转染人人胚肾细胞(HEK293),采用标准的全细胞膜片钳技术记录IKr通道电流,观察不同浓度的AHH对IKr的影响.结果 AHH对IKr通道的峰电流IHERC具有浓度和电压依赖性抑制作用,半数最大抑制浓度(IC50)为465.95 μmol/L;400 μmol/L的AHH使IHERG的最大峰值电位前移,但不改变激活电位.25、100、400、1000、2500 μmol/L的AHH对尾电流(Itail)抑制率分别为1.53%、13.60%、-5.92%、30.14%、38.51%.100和400 μmol/L的AHH使激活曲线左移并能加快通道的失活.结论 25～400 μmol/L的AHH对IKr的抑制作用不明显;AHH主要是作用于IKr通道的失活态.     

Caveolin-1蛋白与心脏HERG钾通道相互作用的研究

目的验证Caveolin－1蛋白与HERG钾通道是否存在相互作用,并进一步明确发生相互作用的区域。方法（1）将携带不同Caveolin-1片段的pGADT7载体转染Y187,随后分别与转化有pGBKT7－berg—NT或pGBKT7－berg-CT的AHl09进行酵母双杂交;（2）应用免疫共沉淀技术验证Caveolin-1与HERG之间的相互作用;（3）免疫荧光细胞化学分析：pcDNA3．1－HERG和pcDNA3．0－Caveolin-1质粒共转染HEK293细胞,应用特异性抗体和荧光标记二抗显示Caveolin-1及HERG的亚细胞定位,应用激光共聚焦显微镜观察。结果（1）酵母双杂交发现,Caveolin-1与HERG氨基端相互作用,且其寡聚化结构域是必需片段,而Caveolin-1羧基端则与HERG羧基端相互作用;（2）抗Caveolin-1的抗体能够从心肌裂解物中沉淀HERG通道蛋白;（3）Caveolin-1蛋白和HERG通道共定位于细胞膜上。结论Caveolin-1与心脏HERG钾通道存在相互作用,Caveohn-1的寡聚化结构域是HERG氨基片段的相互作用区域,而HERG羧基片段则与Caveolin-1的羧基端相互作用。     

HERG基因新突变与家族性QT延长综合征

目的：对一祖孙四代的QT延长综合征（LQTS）家系进行临床研究及分子遗传学分析，并揭示该家系成员基因型与基因表型之间的关系，方法：搜集整理先证者及该家系成员的临床资料。采用PCR－SSCP进行基因突变位点的初步检测，并应用直接测序的方法进行验证。结果：该家系26例中达到临床诊断标准者6例，可疑诊断1例，其共同的心电图特征为：QTc≥0．46s，T波宽大双峰，U波明显，基因检测结果表明，7例成员HERG基因的10号外显子均出现一个新的单碱基的转换突变（CGA2587TGA），该无义突变导致快速激活延迟整流性钾通道（IKr)，缺失了296个氨基酸，结论：该研究发现了LQTS一个新的致病基因突变位点，并验证了LQTS2型患者的心电图特点，推测该家系中致病基因携带者心电图U波的出现可能同IKr蛋白质C末端的缺失有关。     

HERG基因与心律失常

人类果蝇相关基因--HERG是从人类海马cDNA文库中鉴定出来,与果蝇EAG基因具有同源性.HERG基因编码延迟整流钾通道的α亚单位,这一类钾通道属电压依赖性通道.实验研究发现HERG基因突变引起其编码的通道结构及功能改变,从而引起心肌细胞动作电位时程改变,临床上表现为心律失常.HERG基因已被证实与心律失常发病有关,尤其是与长QT综合征LQT2的发生有密切关系.现就HERG基因的结构,HERG钾通道的结构、特性及其与心律失常的关系作一综述.     

与HERG钾通道相互作用的FHL2蛋白对该通道功能的调控

目的 筛选与心脏人类果蝇相关基因（HERG）的编码蛋白钾通道存在相互作用的蛋白质,并进一步研究该相互作用蛋白对HERG钾通道的调控作用。方法 ①以带有编码人类心脏HERG钾通道的cDNA为模板,通过PCR方法得到编码人类心脏HERG钾通道氨基末端（404个氨基酸）的DNA片段。将该片段克隆入pGBKT7载体, 构建“诱饵”质粒pGBKT7-HERG-NT。②应用酵母双杂交技术筛选人类心脏cDNA文库。③以PCR法扩增4个半LIM结构域（FHL2）基因的开放读框片段(ORF),并克隆入pcDNA3.0载体。④以pcDNA3.0-herg转染HEK293细胞,应用G418筛选得到HEK293/HERG细胞株。以pcDNA3.0-FHL2转染HEK293细胞,筛选得到HEK293/FHL2细胞株后,再将pcDNA3.0-herg转染入该细胞株。⑤应用膜片钳技术,研究FHL2对HERG通道功能的影响。结果 ①用酵母双杂交技术筛选得到37个阳性克隆,其中含有表达FHL2蛋白的克隆。②膜片钳检测发现,FHL2蛋白在增加HERG电流幅度的同时并调节其激活过程。 结论 FHL2蛋白能与HERG氨基末端相互作用而影响HERG钾通道的功能。     

蛋白酪氨酸磷酸酶非受体型12与心脏HERG钾通道相互作用

目的鉴定HERG钾通道的相互作用蛋白,并进一步研究该相互作用蛋白对HERG钾通道的功能调控。方法 (1)应用酵母双杂交技术,构建含有HERG氨基末端的诱饵载体,将转染有诱饵载体的酵母菌AH109与预转染有人类cDNA文库的Y187酵母菌进行双杂交,初步筛选出HERG的相互作用蛋白;(2)应用免疫共沉淀技术进一步验证酵母双杂交所筛选蛋白与HERG之间的相互作用;(3)GSTpull-down分析:应用GST-HERGT-NT融合蛋白和谷光苷肽-琼脂糖4B小球从大鼠心肌裂解物中沉淀蛋白质,应用抗PTPN12抗体对沉淀物进行WesternBlot分析;(4)免疫荧光组织化学分析:应用抗PTPN12和抗HERG的抗体和荧光标记二抗显示PTPN12及HERG的亚细胞定位,应用激光共聚焦显微镜观察。结果 (1)酵母双杂交筛选发现蛋白酪氨酸磷酸酶非受体型12(Proteintyrosinephosphatasenonreceptortype12,PTPN12)与HERG氨基末端存在相互作用;(2)免疫共沉淀分析发现抗HERG的抗体能够沉淀HERG和PTPN12复合物;(3)GSTpull-down分析发现GST-HERG-NT能够将PTPN12沉淀,而GST蛋白则不能沉淀PTPN12;(4)免疫荧光组织化学分析发现PTPN12和HERG两个蛋白共定位的地方主要出现在细胞膜。结论 PTPN12与HERG氨基末端相互作用,这一发现将有助于更加透彻地理解HERG通道特性多样性的分子基础和LQTS的发病机理。