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研究背景:儿茶酚胺敏感性多形性室性心动过速(Catecholaminergic polymorphic ventricular tachycardia,CPVT)是一种由运动或情绪刺激诱发的恶性心律失常疾病。CPVT属于遗传病,超过2/3的患者检测到RYR2基因突变,该基因编码心肌细胞中钙离子释放通道。针对钙通道突变致CPVT的发病机制提出有多种学说,但也存在大量科学争议。研究目的:我们期望以RyR2为分子靶点,为CPVT的发病机制提供新的理论依据,为临床治疗CPVT提供新思路。研究方法:我们前期工作主要在临床病人中筛查并鉴别出一个未报道过的突变A690E。通过构建基因敲入小鼠,动物实验明确了 A690E为CPVT致病突变位点。通过对蛋白质大分子结构精准定位,利用已构建的基因敲入小鼠模型,我们开展了生物化学实验、心肌细胞功能实验,在动物、细胞和分子层面上应用多种实验方法,毫无争议地明确了突变致CPVT发病的病理、生理机制。研究结果:结构生物学实验结果表明A690E突变是定位于一段名为SPRY1的结构域中,将SPRYI结构域配位进RyR2全序列的冷冻电镜三维结构电子密度图中发现该结构域位于RyR2与FKBP结合位点上。FKBP是一个RyR2的重要功能调节蛋白,其结合到RyR2上可以增强钙通道稳定性,而解离FKBP之后的RyR2其钙通道相对不稳定而易引发钙离子泄露,进而引发肌肉收缩紊乱。据此我们提出A690E这一突变引发CPVT致病的分子机制。本研究利用丰富的临床资源筛查CPVT疾病相关基因的突变,通过遗传学手段明确致病突变。我们发现的A690E突变是国际上从未报道过与CPVT相关致病基因突变,且证明了该基因突变的小鼠可重现CPVT的疾病表型,生物化学和心肌细胞功能实验均表明该突变会导致Ca2+释放异常和RyR2通道开放异常;并排除了其他蛋白的调节导致RyR2通道开放异常的可能性,进一步解释了该点突变致CPVT疾病的分子机制。图14表3参52