KCNS2是编码电压门控钾离子通道调节亚基的基因,其蛋白产物称为Kv9.2。与形成孔道的亚基不同,Kv9.2自身不具备离子通道活性,它通过改变Kv2.1与Kv2.2通道的动力学和表达水平发挥作用,在脑内的嗅球、大脑皮层、海马、基底外侧杏仁核和小脑呈高水平表达,分布与上述两个通道亚基一致。该家族另有KCNS1(Kv9.1)与KCNS3(Kv9.3),三者序列相近,在后续表位设计中需要留意。临床上已有病例报道KCNS2突变可引起Kv2.1功能丧失,导致家族性癫痫或其他发作性疾病的表型[1,2]。KCNS2抗体是针对KCNS2蛋白(钾电压门控通道亚家族S成员2)的抗体,其价值在于把Kv9.2蛋白检测出来。

在心房颤动方向,研究整合GSE14975与GSE79768作为训练集,两者先经sva包去除批次效应后合并,以GSE115574作为外部验证集,样本为人类左心耳组织RNA。用limma包在P<0.05且|logFC|>0.5条件下筛出1140个差异表达基因,再与该领域文献报道的279个离子通道相关基因取交集,得到19个离子通道相关差异表达基因,KCNS2在列。随后SVM-RFE、XGBoost与随机森林三种特征筛选方法取交集,KCNS2又进入6个hub基因名单,表达分析显示其下调。GO富集得到的前5个生物学过程中包含膜电位调节与钾离子的跨膜转运,两者都指向功能层面[1]。这一判断停留在mRNA丰度上,而没有Kv9.2蛋白的相关数据,若要得到相关数据,则可以运用KCNS2抗体进行检测。
同一批数据也留下了边界。19个离子通道差异基因与6个hub基因名单中,同属KCNS家族的KCNS1与KCNS2同时入选且都表现为下调,说明在同一份表达谱上两个高度同源成员的变化方向一致,仅凭核酸层面的读数难以把二者分开,这决定了KCNS2抗体的表位必须落在家族成员之间的差异区。实验中,验证集中仅KCNS1与CHRNB1具有显著性[1],KCNS2的跨数据集显著性并不稳定,用6个hub基因构建的列线图模型C-index与AUC均为1,研究者判断存在过拟合,需更大样本量验证。对使用KCNS2抗体的研究而言,必须进行跨组织、跨批次的蛋白层面复核。
在神经系统方向,研究者用Cre-loxP系统制备Jmy条件性基因敲除小鼠,取脑组织按SDT体系裂解、BCA定量、FASP法胰蛋白酶酶解、C18脱盐后用TMT试剂标记肽段,经SCX分级上纳升液相与Q-Exactive质谱,共鉴定5394个蛋白。以FC>1.2且P<0.05为标准得到33个差异蛋白,上调倍数最大的是TP53RK,下调倍数最大的正是KCNS2(FC=0.65)。随后指出KCNS2即Kv9.2,是电压门控钾通道的调节亚基,其在脑内的变化提示JMY对神经元兴奋性的调控可能与KCNS2有关[2]。这一推断成立与否,取决于Kv9.2蛋白在脑内是否真的按质谱所示的比例下降,KCNS2抗体则可以完美检测出其表达数据。
在实际操作中,选用KCNS2抗体时可核对四项事项,分别为表位是否避开KCNS1与KCNS3的保守序列,能否同时适用于变性免疫印迹与固定后的组织或细胞染色,物种反应性是否覆盖小鼠脑组织,以及能否在Jmy敲除小鼠与其同窝对照的裂解液中给出可区分的条带。
参考文献
[1] 朱泓羲. 利用生物信息学分析方法分析心房颤动中离子通道相关的差异表达基因[D]. 昆明: 昆明医科大学, 2023.
[2] 陈相任. 接头连接蛋白JMY对小鼠学习记忆及大脑兴奋性的影响与机制研究[D]. 南宁: 广西医科大学, 2021.