不同立体结构的甘草次酸对hNav1.5钠通道电药理学特性的研究

摘要

本文主要从以下几个部分展开论述：
　　第一部分 不同立体结构的甘草次酸对表达在爪蟾卵母细胞上野生型 hNav1.5通道电药理学特性的研究
　　目的:研究不同立体结构的甘草次酸(18β甘草次酸和18α甘草次酸)对表达在爪蟾卵母细胞上野生型 hNav1.5通道电药理学特性的影响,并进一步评估二者对野生型 hNav1.5通道作用的异同。
　　方法:将含有 hNav1.5片段的pTSV40载体质粒 DNA扩增后,在体外转录制备成 cRNA后注射于卵母细胞中让其表达 hNav1.5通道电流,然后利用双电极电压钳技术进行记录。
　　结果:18α甘草次酸对野生型 hNav1.5通道则没有显著的阻断作用(P>0.05, n=6)。18β甘草次酸以电压依赖性、浓度依赖性及非频率依赖性的方式阻断野生型 hNav1.5通道。在30μmol/L18β甘草次酸的作用下,hNav1.5通道的峰电流由加药前的-5.93±0.46μA减少为-3.41±0.42μA(P<0.001, n=6)。对照组的峰钠电流半激活电压和半失活电压干预前分别为-33.84±0.74mV、-81.82±0.16mV、在30μmol/L18β甘草次酸干预下峰钠电流半激活电压和半失活电压变为-25.06±0.76mV、-88.09±0.12mV(P<0.001, n=6)。30μmol/L18β甘草次酸电压依赖性的加速 hNav1.5通道的失活时程,在其干预下,恢复时间常数的快恢复与慢恢复成分(τf和τs)与对照组相比都显著增加(τf加药前后分别为11.79±1.00ms和22.05±3.03ms P<0.01,及τs加药前后分别为261.72±10.60 ms和342.71±14.74ms P<0.05)。在浓度为1至100μmol/L的范围内18β甘草次酸对峰钠电流阻断呈浓度依赖性,其阻断的IC50值为39.79±3.29μmol/L。100μmol/L利多卡因灌流前后,在不同的刺激频率1Hz,2Hz,4Hz下,100μmol/L利多卡因呈频率依赖性的引起野生型 Nav1.5通道峰钠电流显著的减少(P<0.05, n=5),而18β甘草次酸对野生型 Nav1.5通道峰钠电流作用则与之相反。
　　结论:18β甘草次酸可以呈电压依赖性、浓度依赖性及非频率依赖性的方式改变hNav1.5通道的电药理学特性,并能阻断开放和失活状态下的野生型 hNav1.5通道电流。而18α甘草次酸对野生型 hNav1.5通道则没有显著的阻断作用。提示甘草次酸中对 hNav1.5通道其阻断作用的主要成分为18β甘草次酸。
　　第二部分 18β甘草次酸对表达在爪蟾卵母细胞上突变型hNav1.5-ΔKPQ通道电药理学特性的研究
　　目的:研究18β甘草次酸对表达在爪蟾卵母细胞上突变型hNav1.5-ΔKPQ电药理学特性的影响。
　　方法:将含有hNav1.5-ΔKPQ片段的pTSV40载体质粒DNA扩增后,在体外转录制备成cRNA注射于卵母细胞中让其表达hNav1.5-ΔKPQ通道峰钠电流及晚钠电流,然后利用双电极电压钳技术进行记录。
　　结果:18β甘草次酸以电压依赖性、浓度依赖性及非频率依赖性的方式阻断突变型hNav1.5-ΔKPQ通道。在100μmol/L18β甘草次酸的作用下,hNav1.5-ΔKPQ通道的峰电流由加药前的-10.55±0.64μA减少为-6.10±0.65μA(P<0.001, n=6);其晚钠电流则由-0.39±0.12μA减少为-0.067±0.0087μA(P<0.05, n=10)。对照组的峰钠电流半激活电压和半失活电压干预前分别为-36.16±0.73mV,-75.08±0.15mV,在100μmol/L18β甘草次酸干预下峰钠电流半激活电压和半失活电压变为-29.59±0.66mV,-80.51±0.19mV(P<0.001, n=6)。100μmol/L18β甘草次酸电压依赖性的加速hNav1.5通道的失活时程,在其干预下,恢复时间常数的快恢复与慢恢复成分(τf和τs)与对照组相比都显著增加(τf加药前后分别为5.77±0.44ms和7.25.21±0.82ms, P<0.05,τs加药前后分别为201.20±16.54ms和271.98±13.89ms P<0.01)。在浓度为1至100μmol/L的范围内18β甘草次酸对峰钠电流和晚钠电流的阻断呈浓度依赖性,其IC50值分别为100.39±4.59μmol/L和37.19±5.83μmol/L。100μmol/L18β甘草次酸前后,在不同的刺激频率1Hz,2Hz,4Hz下,100μmol/L18β甘草次酸呈频率依赖性的引起突变型hNav1.5-ΔKPQ通道晚钠电流显著的减少(P<0.05, n=5),而18β甘草次酸对突变型hNav1.5-ΔKPQ通道峰钠电流作用则与之相反。
　　结论:18β甘草次酸可以呈电压依赖性、浓度依赖性及非频率依赖性的方式改变hNav1.5-ΔKPQ通道的电药理学特性,并能阻断开放和失活状态下的突变型 hNav1.5通道峰钠电流。并且18β甘草次酸对晚钠电流的抑制程度比峰钠电流要更显著,并且其抑制作用呈频率依赖性抑制。提示18β甘草次酸在持续的内向钠电流(或晚钠电流)增加的疾病中可能会起着重要的作用。
　　第三部分 18β甘草次酸对表达在爪蟾卵母细胞上 HERG通道和Kv1.5通道电药理学特性的研究
　　目的:钠通道阻滞剂(如IA类抗心律失常药物)某些情况下在治疗浓度时可通过阻断HERG通道和Kv1.5通道延长QT间期,导致尖端扭转型室性心动过速(Tdp)等致命性心律失常的发生。因此,我们研究18β甘草次酸对表达在爪蟾卵母细胞上HERG通道和Kv1.5通道电药理学特性的影响。
　　方法:将含有HERG片段的psP64载体质粒DNA和含有Kv1.5片段的pCI-neo载体质粒DNA分别体外转录制备成相应的cRNA后注射表达于非洲爪蟾卵母细胞中,利用双电极电压钳技术测量相应的电流。
　　结果:HERG基因和Kv1.5基因分别表达快速延迟整流钾电流(IKr)和超速延迟整流钾电流(IKur),通过阻断快速延迟整流钾电流及超速延迟整流钾电流可以延长心肌细胞复极导致获得性QT综合征。在100μmol/L18β甘草次酸的作用下,HERG基因和Kv1.5基因分别表达快速延迟整流钾电流(IKr)和超速延迟整流钾电流(IKur)均未见显著的阻断抑制影响(P>0.05, n=6)。
　　结论:作为钠通道阻滞剂的18β甘草次酸没有显著的改变HERG通道和Kv1.5通道的生物学特性。提示18β甘草次酸没有潜在的导致QT间期延长,从而引发早后除极和恶性心律失常导致Tdp发生的风险。

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中文摘要

英文摘要

前 言

1. Nav1.5电流是心肌细胞去极化的首个电流

2. 甘草次酸

3. 药物阻断延迟整流性钾电流是引起获得性LQTS的主要机制

4. 需要解决的问题

参考文献

第一部分 不同立体结构的甘草次酸对表达在爪蟾卵母细胞上野生型hNav1.5通道电药理学特性的研究

1.材料和方法

2.结果

3.讨 论

参考文献

hNav1.5-ΔKPQ通道电药理学特性的研究

1.材料和方法

2.结果

3.讨 论

参考文献

第三部分18β甘草次酸对表达在爪蟾卵母细胞上野生型hKv1.5和HERG通道电药理学特性的研究

1.材料和方法

2.结 果

3.讨 论

参考文献

结 论

综 述

摘要

前言

心脏钠离子通道的分子结构和功能

心脏钠离子通道的调节

心脏钠离子通道的表达和分布

SCN5A基因突变与心脏钠离子通道

与SCN5A基因突变相关的LQT3

Brugada综合征和SCN5A基因突变

SCN5A基因突变相关的进行性心脏传导障碍和病态窦房结综合征

SCN5A基因突变相关的心房颤动和扩张性心肌病

钠离子通道相关的交叠综合征

心肌缺血和心力衰竭中的钠离子通道功能障碍及心律失常

心肌缺血相关性钠离子通道功能障碍

心力衰竭相关性钠离子通道功能障碍

LQT3相关性心脏钠离子通道病的治疗策略

Brugada综合征和传导障碍疾病的治疗策略

参考文献

中英文缩略词表

附录 攻读博士学位期间发表论文

致谢