人CACNA1C变异体在HEK 293和CHO细胞中表达导致线粒体和溶酶体功能破坏

目的：研究三个新的从头CACNA1C变异体（p.E411D、p.V622G和p.A272V）导致神经发育障碍和心律失常的发病机制。方法：在转染的人胚胎肾293（HEK 293）和中国仓鼠卵巢（CHO）细胞中进行多项分子实验，以探索p.E411D、p.V622G和p.A272V变异体对电生理、线粒体和溶酶体功能的影响。进行了电生理研究、RT-qPCR、Western blot、凋亡实验、线粒体示踪剂荧光强度、溶酶体示踪剂荧光强度、线粒体钙浓度测定和细胞活力测定。此外，还测量了活性氧（ROS）水平、ATP水平、线粒体拷贝数、线粒体复合物I、II和细胞色素c的功能。结果：p.E411D变异体在一名患有注意力缺陷多动障碍（ADHD）和中度智力障碍（ID）的患者中发现。该突变体表现出钙电流密度、mRNA和蛋白表达降低，并定位于细胞核、细胞质、溶酶体和线粒体。它表现出加速的凋亡率、受损的自噬和线粒体自噬。它还表现出受损的线粒体细胞色素c氧化酶、复合物I和II酶、异常的线粒体拷贝数、低ATP水平、异常的线粒体荧光强度、受损的线粒体融合和分裂以及升高的线粒体钙离子。p.V622G变异体在一名表现为West综合征和中度全面发育迟缓的患者中被鉴定。p.A272V变异体在一名表现为癫痫和轻度ID的患者中被发现。两个突变体（p.V622G和p.A272V）均表现出钙电流密度降低、mRNA和蛋白表达降低，并定位于细胞核、细胞质、溶酶体和线粒体。它们表现出加速的凋亡和增殖率、受损的自噬和线粒体自噬。它们还表现出异常的线粒体细胞色素c氧化酶、复合物I和II酶、异常的线粒体拷贝数、低ATP、高ROS水平、异常的线粒体荧光强度、受损的线粒体融合和分裂，以及升高的线粒体钙离子。结论：人CACNA1C的p.E411D、p.V622G和p.A272V突变降低了CACNA1C蛋白的表达水平，并损害了线粒体和溶酶体功能。这些由CACNA1C变异体诱导的作用可能有助于CACNA1C相关疾病的发病机制。