Brugada症候群、J波パターン心電図、ARVCで見られるテレトニン変異体は、HEK-293細胞におけるNa1.5のピーク電流を減少させることが明らかになった

Telethonin variants found in Brugada syndrome, J-wave pattern ECG, and ARVC reduce peak Na 1.5 currents in HEK-293 cells.

• Isik Turker
• Takeru Makiyama
• Takeshi Ueyama
• Akihiko Shimizu
• Masaru Yamakawa
• Peng-Sheng Chen
• Matteo Vatta
• Minoru Horie
• Tomohiko Ai

抄録

背景:

テレソニン（TCAP）は、心筋細胞の細胞骨格の完全性と様々なシグナル伝達経路を維持するZディスクタンパク質である。TCAPは、ヒト心筋ナトリウムチャネル（hNa 1.5）のαサブユニットを直接相互作用によって調節することが示されている。心筋症では、いくつかのTCAPの変異体が見られる。我々は、TCAPバリアントが不整脈症候群と関連しているかどうかを調べた。

BACKGROUND: Telethonin (TCAP) is a Z-disk protein that maintains cytoskeletal integrity and various signaling pathways in cardiomyocytes. TCAP is shown to modulate α-subunit of the human cardiac sodium channel (hNa 1.5) by direct interactions. Several TCAP variants are found in cardiomyopathies. We sought to investigate whether TCAP variants are associated with arrhythmia syndromes.

方法:

日本人のブルガダ症候群、不整脈性右室心筋症、J 波パターン心電図を有する 303 例の患者を対象に、TCAP の変異解析を行った。パッチクランプ法を用いて、hNa 1.5を安定的に発現させたHEK-293細胞を用いて、野生型（WT）または変異型TCAPを一過性にトランスフェクトし、hNa 1.5の電気生理学的特性を調べた。

METHODS: Mutational analyses for TCAP were performed in 303 Japanese patients with Brugada syndrome, arrhythmogenic right ventricular cardiomyopathy, and J-wave pattern ECG. Using patch-clamp techniques, electrophysiological characteristics of hNa 1.5 were studied in HEK-293 cells stably expressing hNa 1.5 and transiently transfected with wild-type (WT) or variant TCAP.

結果:

p.E49KはARVCまたはBrSを有する2人の患者に、p.R153HはBrSまたはJ波パターンの心電図を有する2人の患者に認められた。変異型hNa1.5を有する患者はいなかった。パッチクランプ実験により、p.R153Hおよびp.E49Kを発現する細胞では、WT-TCAPと比較してピークナトリウム電流が有意に減少したことが示された（66％、p.R153H；72％、p.E49K）。また、p.E49Kを発現する細胞では、WT-TCAPと比較してピークIV曲線の電圧依存性が5mV右方向にシフトしていた。また、活性化の電圧依存性は、p.R153Hでは左方向にシフトしなかったが、定常的な不活性化の電圧依存性は、p.E49Kでは左方向にシフトしていた。

RESULTS: We identified two TCAP variants, c.145G>A:p.E49K and c.458G>A:p.R153H, in four individuals. p.E49K was found in two patients with ARVC or BrS. p.R153H was found in two patients with BrS or J-wave pattern ECG. No patient had variant hNa 1.5. Patch-clamp experiments demonstrated that peak sodium currents were significantly reduced in cells expressing p.R153H and p.E49K compared with WT-TCAP (66%, p.R153H; 72%, p.E49K). Voltage dependency of peak IV curve was rightward-shifted by 5 mV in cells expressing p.E49K compared with WT-TCAP. Voltage dependency of activation was not leftward-shifted by p.R153H, while voltage dependency of steady-state inactivation was leftward-shifted by p.E49K.

結論:

BrS、J波パターン心電図、ARVCを有する患者において、異種発現系においてhNa 1.5の機能喪失を引き起こす可能性のある2つのTCAPバリアントを発見した。我々の観察は、これらのバリアントがIを損なう可能性があり、患者の電気生理学的表現型と関連している可能性を示唆している。我々の実験データを臨床表現型に結びつける更なる研究が必要である。

CONCLUSIONS: We found two TCAP variants in the patients with BrS, J-wave pattern ECG, and ARVC that can cause loss-of-function of the hNa 1.5 in heterologous expression systems. Our observation suggests that these variants might impair I and be associated with the patients' electrophysiological phenotypes. Further studies linking our experimental data to clinical phenotypes are warranted.

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