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背景与目的:心血管疾病是严重威胁人类,特别是50岁以上中老年人健康的常见病,居各种死因之首;且心血管系统疾病中,心律失常是最为严重的病症之一。研究表明,心律失常与心肌细胞膜上离子通道的突变有关;但大部分离子通道并未发生实质性病变的临床病人,仍然发生了心律失常,可能与转录因子的调控区发生变异,抑制下游离子通道基因的转录,导致离子通道表达量减少相关。虽然转录因子在心律失常中的作用研究得较多,但心律失常的调控网络复杂且机制尚不清楚。而近年来研究表明GWAS分析可为疾病的调控机制提供预测和研究基础,因此,本研究旨在1.分析心律失常相关GWAS数据,找到心律失常易感基因,特别是心脏特异性转录因子;2.通过生物信息学手段,分析心肌细胞HL-1的ChIP-seq数据,结合GWAS和增强子信号,寻找转录因子调控心律失常常见基因SCN5A的靶点;3.重点研究TBX5调控SCN5A的靶点,阐明这些靶点与目的基因SCN5A表达的相关性;研究结果将为心律失常相关的离子通道蛋白Nav1.5的调控机制提供新的内容,为心律失常相关基因SCN5A的调控提供理论依据。方法:1.结合心律失常的GWAS数据,找到心律失常易感基因,推测基因组调控区在心律失常中的作用。2.运用生物信息学手段分析小鼠心肌细胞HL-1的C hIP-seq数据,找到转录因子TBX3、TBX5、TBX20、NKX2-5、GATA4对SCN5A基因的结合位点;3.用Luciferase报告基因系统验证结合位点的启动子/增强子活性:设计TBX5对SCN5A基因结合位点区的引物,分别构建入pGL3载体中,将质粒转染293T细胞,进行双荧光素酶活性测定;4.运用crispr/cas9技术在结合位点区域设计sgRNA,建立针对小鼠心肌细胞SCN5A基因的阻遏模型,通过荧光定量PCR技术检测阻遏模型对SCN5A基因转录的影响;结果:1.小鼠心脏或小鼠心肌细胞HL-1中与心律失常相关的基因共137个,分别与转录因子TBX3(72个)、TBX5(112个)、TBX20(50个)、NKX2-5(68个)、GATA4(25个)结合;受TBX20调控的主要心律失常基因有MYH6、MYH7、PLN、CDKN1A、SCN5A、GOT2、CASQ2、PRKCD、ATP1B1和FADS1;受TBX5调控的主要心律失常基因有SCN5A、CASQ2、KCNH2、PLN、SCN10A、KCNQ1;2.TBX3、TBX20、GATA4、NKX2-5分别在靶基因SCN5A上有4个、1个、1个、6个结合位点;TBX5在靶基因SCN5A上有12个结合位点,其中1个距基因上游9kb左右(chr9:119498070-119498519),其他11个都位于基因下游(chr9:119378730-119379479,等);3.SCN5A基因的增强子(pGL3-enhancer)及启动子(pGL3-promoter)重组质粒已成功构建;4.TBX5在靶基因SCN5A上的结合位点有增强子和启动子双重活性;5.成功构建了SCN5A基因的sgRNA,并通过dCas9系统进行了HL-1细胞的SCN5A基因沉默;结论:chr9:119498070-119498519和chr9:119378730-119379479可能是转录因子TBX5调控心律失常相关基因SCN5A的重要靶点。