Kcnq3,也称为钾电压门控通道,KQT样亚家族,成员3,是一种重要的电压门控钾通道。Kcnq3基因编码的蛋白质在神经系统中发挥重要作用,参与调节神经元的电活动,维持神经网络的稳定。Kcnq3基因突变与多种神经发育障碍(NDDs)有关,如自闭症谱系障碍(ASD)、精神分裂症和双相情感障碍等[1]。
近年来,关于Kcnq3基因的研究取得了显著进展。研究表明,Kcnq3基因突变可以导致神经元M电流的丧失,从而增加神经元的兴奋性,引发癫痫发作[2]。此外,Kcnq3基因突变还与睡眠障碍的发生有关。在自闭症儿童中,Kcnq3基因突变可能导致杏仁核和下丘脑神经元的异常调节,引发睡眠障碍[3]。此外,Kcnq3基因的表观遗传修饰也与双相情感障碍的发病机制有关。研究表明,Kcnq3基因的DNA甲基化水平在双相情感障碍患者中显著降低,与Kcnq3基因的表达水平呈负相关[4]。
除了神经系统疾病,Kcnq3基因还与心血管系统疾病有关。研究发现,Kcnq3基因的表达水平与动脉血压的调节密切相关。Kcnq3基因编码的蛋白质在动脉平滑肌细胞中发挥重要作用,参与调节血管的收缩和舒张,维持血压稳定[5]。此外,Kcnq3基因的突变还与良性家族性新生儿惊厥(BFNC)的发生有关。BFNC是一种罕见的遗传性癫痫综合征,Kcnq3基因突变可能导致神经元M电流的丧失,引发新生儿惊厥[6]。
Kcnq3基因的研究为理解神经系统疾病、心血管系统疾病和遗传性癫痫的发病机制提供了新的线索。针对Kcnq3基因的治疗策略也在不断探索中。例如,研究发现,大麻素CBD可以激活神经元Kv7通道,降低神经元的兴奋性,用于治疗癫痫发作[7]。此外,针对Kcnq3基因的基因治疗也在研究中,有望为患者提供新的治疗选择。
综上所述,Kcnq3基因在神经系统和心血管系统中发挥重要作用,其突变和表观遗传修饰与多种疾病的发生密切相关。深入研究Kcnq3基因的功能和调控机制,有助于揭示疾病的发病机制,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Wang, Tianyun, Hoekzema, Kendra, Vecchio, Davide, Xia, Kun, Eichler, Evan E. 2020. Large-scale targeted sequencing identifies risk genes for neurodevelopmental disorders. In Nature communications, 11, 4932. doi:10.1038/s41467-020-18723-y. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33004838/
2. Li, Shi-Bin, Damonte, Valentina Martinez, Chen, Chong, Scherrer, Grégory, de Lecea, Luis. 2022. Hyperexcitable arousal circuits drive sleep instability during aging. In Science (New York, N.Y.), 375, eabh3021. doi:10.1126/science.abh3021. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35201886/
3. Ji, Qi, Li, Si-Jia, Zhao, Jun-Bo, Tan, Jing-Yao, Zhu, Zhi-Ru. 2023. Genetic and neural mechanisms of sleep disorders in children with autism spectrum disorder: a review. In Frontiers in psychiatry, 14, 1079683. doi:10.3389/fpsyt.2023.1079683. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37200906/
4. Kaminsky, Zachary, Jones, Ilenna, Verma, Ranjana, Lee, Richard S, Potash, James B. 2014. DNA methylation and expression of KCNQ3 in bipolar disorder. In Bipolar disorders, 17, 150-9. doi:10.1111/bdi.12230. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25041603/
5. Tsvetkov, Dmitry, Schleifenbaum, Johanna, Wang, Yibin, Jentsch, Thomas J, Gollasch, Maik. 2023. KCNQ5 Controls Perivascular Adipose Tissue-Mediated Vasodilation. In Hypertension (Dallas, Tex. : 1979), 81, 561-571. doi:10.1161/HYPERTENSIONAHA.123.21834. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38354270/
6. Li, Haiyan, Li, Nan, Shen, Lu, Pan, Qian, Tang, Beisha. 2008. A novel mutation of KCNQ3 gene in a Chinese family with benign familial neonatal convulsions. In Epilepsy research, 79, 1-5. doi:10.1016/j.eplepsyres.2007.12.005. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18249525/
7. Zhang, Han-Xiong Bear, Heckman, Laurel, Niday, Zachary, Woolf, Clifford J, Bean, Bruce P. 2022. Cannabidiol activates neuronal Kv7 channels. In eLife, 11, . doi:10.7554/eLife.73246. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35179483/