카테고리 없음

SUR1 및 Kir6.2 소단위 돌연변이에서 얻은 교훈

@%@$ 2022. 2. 16. 08:37

SUR1 및 Kir6.2에서 자연 발생 및 인공 발생 돌연변이에 대한 연구는 췌장 베타 세포 KAP 채널의 구조-기능 관계에 대한 귀중한 통찰력을 제공합니다. 췌장 β-세포 KATP 채널은 인슐린의 포도당 유도 및 설포닐우레아 분비를 조절하는 데 중요한 역할을 하기 때문에 SUR1 및 Kir6.2를 암호화하는 유전자의 이상이 당뇨병 및 고인슐린혈증성 저혈당과 같은 포도당 항상성을 손상시킬 수 있습니다. 유전 연구에 따르면 SUR1 및 Kir6.2 유전자는 당뇨병을 유발하는 주요 유전자가 아니지만 SUR1 및 Kir6.2 유전자 돌연변이는 유아기에 가족성 고인슐린혈증 저혈당증을 유발할 수 있습니다.

 

1. 영유아 가족의 지속적인 고인슐린혈증 및 저혈압

PHHI는 불충분한 인슐린 분비와 관련된 중증, 재발성, 공복 저혈당을 특징으로 하는 상염색체 열성 장애입니다. 연결 분석은 PHI를 염색체 11p14-15.1에 매핑했습니다. SUR1 또는 Kir6.2 유전자의 돌연변이는 PHHI를 유발합니다. 각 돌연변이의 세부 사항은 다른 곳에서 설명되었습니다. 여기에서는 베타 세포 KAP 채널의 구조-기능 관계를 설명하는 데 도움이 되는 세 가지 돌연변이에 대해 설명합니다.

 

1.1. SUR1의 G1479R 돌연변이

NBF-2의 Walker A와 Walker B 모티프 사이의 링커 부위에서 SUR1의 1479-to-arginine-glycine 돌연변이가 PHHI 환자에서 검출되었습니다. COSM6 세포에서 SUR1G1479R 및 Kir6.2의 재구성은 일반적으로 ATP에 의해 억제되지만 MgADP에 의해 활성화되지 않는 K+ 채널 전류를 유도하여 MgADP가 NBF-2에 결합하여 KATP 채널을 활성화함을 시사합니다. SUR1G1479R 돌연변이는 또한 이산화질소에 대한 반응성을 감소시켰습니다.

 

1.2. SUR1의 R1437Q(23)X 돌연변이

엑손 35의 30개 말단 뉴클레오티드에서 구아닌에서 아데닌으로의 점 돌연변이는 PHHI에서 흔한 돌연변이입니다. 이 돌연변이는 엑손 건너뛰기를 유발하고 코돈 1437에서 아르기닌 다음으로 SUR1 판독 프레임을 이동합니다. 결과적으로 환자는 SUR1이 잘리고 NBF-2가 부족했으며 베타 세포에는 작동 가능한 KATP 채널이 없었습니다. COS 세포에서 유사하게 잘린 SUR1 및 Kir6.2의 재조합도 KTP 채널 활성을 유도하는 데 실패했습니다.

 

1.3. KIR6.2의 Y12X 돌연변이

PHHI 환자의 아형에서 Kir6.2의 코돈 12에서 종결된 넌센스 돌연변이 티로신이 발견되었습니다. COS-1 세포에서 SUR1 및 Kir6.2Y12X의 재구성은 K+ 채널 활성의 부족을 초래합니다. Kir6 2Y12X는 야생형 Kir6.2 및 SUR1과 함께 발현될 때 채널 활성에 지배적이거나 부정적인 영향을 미치지 않았습니다.

 

2. 트랜스제닉 및 녹아웃 마우스

형질전환 마우스와 KTP 채널이 결여된 마우스에서 KTP 채널 기능의 유전적 파괴의 생리학적 결과를 조사했습니다.

 

2.1. 췌장 베타 세포에서 우성-음성 KTP 채널을 발현하는 형질전환 마우스

Kir6.2의 H5 영역에 있는 글리신-페닐알라닌-글리신 모티프의 첫 번째 잔기(잔기 132)는 이온 전류를 차단하기 위해 세린(Kir6(2G132S))으로 대체되었습니다. 86Rb+ 유출 실험은 Kir6.2G132S가 SUR1 및 야생형 Kir6.2와 공동 발현될 때 KAP 채널의 우세한 음성 억제제로 작용한다는 것을 입증했습니다. 특히 췌장 베타 세포에서 Kir6을 발현하는 형질전환 마우스에 대한 연구에서 2G132S는 신생아의 저혈당증 및 성인의 고혈당증을 일으키는 형질전환 마우스의 췌장 베타 세포에서 KATP 채널의 기능을 상당히 손상시킵니다. Apoptotic 췌장 베타 세포는 이러한 형질 전환 마우스에서 자주 발견됩니다.

 

2.2. KATP 채널이 없는 마우스

Kir6.2 유전자(Kir6.2--)의 파괴에 의해 생성된 KATP 채널이 결핍된 마우스는 포도당 및 톨부타미드로 유도된 인슐린 분비에 결함이 있었지만 포도당 내성에서는 약간만 손상되었습니다. Kir6.2--에서 인슐린의 저혈당 효과가 크게 증가했습니다. 이러한 발견은 췌장 베타 세포의 KATP 채널이 포도당 유도 및 설포닐우레아 유도 인슐린 분비의 주요 조절자임을 시사하며, 이는 골격근의 KATP 채널이 인슐린 작용을 조절함을 시사합니다.