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目的:研究奎尼丁/奎宁、槐果碱/槐定碱对HERG通道的影响,探讨不同种类和不同结构药物抗心律失常的分子机制和安全性,并分析药物对HERG通道作用的构效关系;研究2型长-QT间期延长综合征(LQTS)发生机制与MicroRNA的关系。
方法:(1)采用全细胞膜片钳技术,在稳定表达HERG基因的HEK293细胞中,研究槐果碱和槐定碱对HERG电流和HERG通道动力学的影响;(2)采用Western blot和细胞免疫荧光染色等分子生物学 实验技术,研究槐果碱和槐定碱对HERG通道蛋白表达的影响;(3)建立反相高效液相色谱法,测定槐果碱和槐定碱的油水分配系数;(4)应用荧光素酶报告基因等分子生物学技术研究microRNA对LQT2发生的调控作用。
结果:在非洲蛙卵细胞,奎尼丁和奎宁均产生剂量依赖性阻断HERG通道的作用,奎尼丁IC50为3±0.03μM,奎宁IC50为44±0.6μM,奎尼丁抑制HERG 通道作用是奎宁的14倍。在HEK293细胞,奎尼丁IC50为0.8±0.1μM,奎宁IC50为11±3μM,奎尼丁是奎宁的15倍。奎尼丁和奎宁对突变的F656C 通道作用的IC50分别为771±81μM和391±40μM,表明二药对突变的F656C通道亲和力大大降低。槐果碱和槐定碱都能以浓度依赖性方式抑制HERG电流,槐果碱对HERG电流的抑制率为槐定碱的2倍。槐果碱和槐定碱均为开放通道阻断剂,槐果碱和槐定碱都使去活化时间常数明显减小,去活化速度加快。槐果碱对HERG 通道蛋白表达没有影响(P>0.05)。槐果碱和槐定碱的正辛醇/水分配系数分别为16.03±0.42(lgP=1.20)和1.94±0.03(lgP=0.29),槐果碱是槐定碱的8倍。研究显示,在糖尿病性LQTS家兔模型心脏中,miR-1、miR-133表达增加,同时HERG通道蛋白表达降低,膜片钳实验证实HERG通道电流减少。
结论:奎尼丁和奎宁对HERG通道抑制作用具有立体选择性。奎尼丁抑制抑制HERG通道的IC50为奎宁的15倍,奎尼丁引起QT间期延长与其抑制HERG通道有关。F656是奎尼丁/奎宁具有立体选择性抑制作用的关键作用位点。槐果碱与槐定碱均为开放状态的阻断剂,槐果碱疏水性强于槐定碱,其抑制HERG通道作用强于槐定碱。miR-133在糖尿病患者心脏中高表达,通过抑制HERG钾通道蛋白表达引起糖尿病患者QT间期延长。