Model zmutowanego kanału wapniowego u myszy z hipokaliemicznym okresowym porażeniem

Hipokalemiczny okresowy paraliż (HypoPP) jest rodzinnym zaburzeniem mięśni szkieletowych, które wykazuje nawracające epizody ostrego osłabienia trwające od godzin do dni, związane ze zmniejszeniem stężenia potasu w surowicy (K +). HypoPP jest genetycznie heterogenny, z mutacjami missense kanału wapniowego (CaV1.1) lub kanału sodowego (NaV1,4) odpowiadającymi odpowiednio 60% i 20% przypadków. Mechanistyczne powiązanie między mutacjami CaV1.1 a nagłą utratą pobudliwości mięśni podczas ataku słabości w HypoPP jest nieznane. Aby odpowiedzieć na to pytanie, opracowaliśmy model myszy dla HypoPP z celowaną mutacją CaV1.1 R528H. Myszy Cav1.1 R528H miały fenotyp HypoPP, dla którego niskie wywołanie K + powodowało paradoksalną depolaryzację potencjału spoczynkowego, utratę pobudliwości mięśni i osłabienie. Miopatia wakuolarna z rozszerzonymi kanalikami poprzecznymi i zakłócenie połączeń triady zaburzyło uwalnianie Ca2 + i prawdopodobnie przyczyniło się do łagodnego stałego osłabienia. Włókna myszy CaV1.1 R528H miały mały anomalny prąd skierowany w stronę potencjału spoczynkowego, podobnie jak nasze obserwacje w modelu myszy HypoPP NaV1.4 R669H. To prąd poryjący. może być powszechnym mechanizmem paradoksalnej depolaryzacji i podatności na HypoPP wynikające z mutacji missense w czujniku napięcia S4 kanałów wapniowych lub sodowych. Wprowadzenie Hipokalemiczny okresowy paraliż (HypoPP) jest dziedzicznym zaburzeniem mięśni szkieletowych, w którym nawracające ataki osłabienia występują w połączeniu z niskim poziomem K + (<2,8 mM) w surowicy (1, 2). Podczas ostrego ataku, włókna w dotkniętych mięśniach są nieuniknione elektrycznie, ponieważ depolaryzowane przesunięcie potencjału spoczynkowego (Vrest) powoduje, że kanały sodowe są chronicznie dezaktywowane. Ta depolaryzacja Vrestu od> 90 mV do ~ 60 mV paradoksalnie zachodzi w otoczeniu niskiej zewnątrzkomórkowej K + (3), co zwykle wiąże się z hiperpolaryzacją komórek ulegających pobudliwości. Hipokaliemia przedsionkowa jest spowodowana przesunięciem K + z przestrzeni pozakomórkowej do mioplazmy i epizodami osłabienia i może być wywołana przez spożycie węglowodanów, odpoczynek po wysiłku lub stres. Wzorzec dziedziczenia jest autosomalny dominujący, ze zmniejszoną częstością występowania ostrych ataków u samic (4), podczas gdy zarówno samce, jak i samice często rozwijają późne, trwałe bliższe osłabienie z miopatią wodniczkową (5). Wada molekularna w HypoPP jest heterogenna (6): 60% rodzin z HypoPP ma mutacje missense w CACNA1S kodującym kanał wapniowy typu Ca Ca1.1 (7, 8), kolejne 20% ma mutacje missense w SCN4A kodujące napięcie bramkowany kanał sodowy NaV1,4 (9), a pozostała część ma nieokreślone mutacje. Co ciekawe, wszystkie 8 mutacji w NaV1.4 i 6 z 7 mutacji w CaV1.1 (Figura 1A) występuje w resztach argininy w czwartych domenach czujników napięciowych czwartego segmentu transbłonowego (S4) (10, 11). Funkcjonalne badania ekspresji w systemach heterologicznych początkowo koncentrowały się na zależnym od napięcia bramkowaniu kanałów mutantów HypoPP i podczas gdy zaobserwowano niewielkie zakłócenie inaktywacji NaV1,4 (12, 13) i spowolnionej aktywacji CaV1.1 przy zmniejszonej gęstości prądu (14, 15), Żadna z tych zmian nie wyjaśniła łatwo podatności na paradoksalną depolaryzację Vrestu w niskiej K +, która jest patologiczną cechą charakterystyczną włókien HypoPP. Figura 1Bukcja i analiza genetyczna myszy CaV1.1 R528H. (A) Schematyczny schemat podjednostki A 1S dla kanału wapniowego CaV1.1 pokazuje miejsca dla wszystkich znanych mutacji HypoPP. Wszystkie są substytutami missense, z których 6 z 7 to argininy w domenach czujników napięcia (czerwone trójkąty) i w sąsiednim segmencie transmembranowym (pomarańczowy trójkąt). Mutacja R528H znajduje się w najbardziej zewnętrznej argininie segmentu S4 w domenie II
[przypisy: omega kleszczów, olx bedzin, obliteracja ]