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红霉素是一种大环内酯类抗生素,临床应用广泛,但在使用过程中可能会引发较为严重的心脏毒性,主要表现为QT间期延长,尖端扭转型室性心动过速TdP(Torsades de pointes),甚至心脏猝死等。红霉素对心脏hERG(Human ether-a-go-go-related gene)钾通道的抑制作用是引发心脏毒性的重要机制,并且已有研究表明这种抑制作用在近生理温度下比在室温(23±2℃)下更强。本试验采用全细胞膜片钳技术,初步研究了红霉素在室温及37℃下对心脏hERG钾通道的阻断强度不同的潜在机制,得到以下结论:1.在全细胞膜片钳试验中,得到红霉素以浓度依赖性的方式抑制hERG钾电流,室温和37℃下的半数有效抑制浓度IC50(Half maximal inhibitory concentration)值分别为1684μM(n=5)和150μM(n=7),室温下的IC50值是37℃下的10倍左右。其中室温下3 m M的红霉素对hERG钾通道的抑制率为68±4.32%(n=5),37℃下300μM红霉素的抑制率为58±3.35%(n=7)。2.使用不同的脉冲刺激,分别测定室温3 m M和37℃300μM的红霉素这两种条件下对hERG钾通道电流阻断的量效曲线:电流-电压(I-V)关系,失活和失活后恢复等的影响,得出红霉素在室温和37℃下会影响hERG通道的激活态和失活态。3.最后根据药物与hERG钾通道的常规结合位点得到的5个变体T623A,S624A,V625A,Y652A和F656A,测定红霉素室温和37℃下对5个变体的抑制作用,得出室温下T623和V625的作用有显著性差异;37℃下T623,S624和Y652这三个位点有显著性差异。因此推断红霉素在室温和37℃下与hERG钾通道的作用机制明显不同。4.在此基础上,我们还使用了一种常见的hERG钾通道阻断剂西沙比利来研究温度是否会对通道产生一定的影响,作为以上温度依赖性的参考,并以此得出西沙比利对hERG通道的抑制作用不受温度影响,而红霉素在室温和37℃下的作用机制明显不同。本试验首次系统研究了为什么红霉素在室温下和37℃下作用强弱不同,并发现了红霉素在室温和37℃下与hERG通道潜在的作用机制。红霉素在临床上广泛应用,但对于红霉素产生心脏毒性的机制研究还并不全面。因此探究红霉素室温和37℃下的心脏毒性不仅对临床应用具有很重要的意义,而且还对其他结构相似的化合物的心脏毒性研究有一定的指导意义。