机器人技术加速心律失常基因分类

范德比尔特大学医学中心(Vanderbilt University Medical Center)的研究人员利用高通量机器人技术快速研究并对与心律紊乱和心脏疾病相关的基因变异进行分类。

研究结果发表在美国人类遗传学杂志，支持对继续使用的技术的理解基因突变提高遗传医学的准确性和范围。

“为了预防疾病，我们希望能够使用基因组测序来发现使人们面临疾病风险的突变。Andrew Glazer博士说，他是范德比尔特心律失常研究和治疗中心的博士后研究员，也是目前这项研究的主要作者。

Glazer与Dan Roden医学博士合作，他是VUMC个性化医学的高级副总裁，研究增加个体风险的遗传性心律失常综合征心脏性猝死。

在目前的研究中，他们的团队专注于心脏钠通道基因SCN5A。导致钠通道功能部分或完全丧失的突变是Brugada综合征最常见的遗传原因。可通过额外的心脏监测、药物和植入式除颤器降低Brugada综合征患者的心脏猝死风险。

格雷泽说，问题在于，在SCN5A中发现的1712个突变中，大多数是“意义不确定的变异”。“这基本上意味着我们不确定它们是否会导致疾病。它们可能导致疾病;他们可能不会。我们不知道。”

研究离子通道功能的“金标准”是一种叫做膜片钳电生理学的技术。然而，直到最近，这个工具还很慢，劳动密集，技术上具有挑战性。现在，自动膜片钳电生理系统可以对离子通道功能进行高通量评估。

2018年，范德比尔特获得了美国国立卫生研究院高端仪器(HEI)赠款，购买了一套自动电生理系统。Dave Weaver博士，药理学副教授和高通量筛选设施的科学主任，是HEI资助的主要研究者。

范德比尔特是少数几个拥有高通量电生理系统的学术中心之一，目前的研究是首次报道使用它。

格雷泽说:“这个系统真正使科学成为可能，因为我们可以相对快速地研究大量复制细胞中的大量突变体。”

研究人员评估了83种SCN5A变异，其中10种以前曾作为对照。他们鉴定了44个新的部分或全部功能变异，并对61个意义不明的变异中的49个进行了重新分类。他们还使用结构建模来确定功能丧失的可能机制，包括热稳定性的改变和关键蛋白质特征的破坏。

范德比尔特团队将继续研究SCN5A基因的变异。其他机构的研究人员正在研究与心律失常有关的不同离子通道基因变异。

“我希望在接下来的几年里，作为一个领域，我们能够真正完善我们的理解突变并将这些知识应用于精确医学应用中，”Glazer说。

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