生物碱类CFTR氯离子通道激活剂的筛选及性质研究

摘要

囊性纤维化跨膜电导调节因子（cystic fibrosis transmembrane conductance regulator，CFIR）是一种受cAMP调节的氯离子通道。CFTR的表达非常广泛，主要参与电解质及液体的转运。该通道活动的异常与多种疾病的病理发生相关：CFTR氯离子通道功能丧失或活性降低可导致慢性胰腺炎、多囊肾病、男性不育、习惯性便秘和干眼病等；而功能的过度激活则可导致分泌性腹泻、多囊肾病等。CFTR氯离子通道高效、特异性调节剂对于研究CFTR相关疾病的病理机制和治疗具有重要价值。 本文的目的是从生物碱中筛选野生型CFTR氯离子通道的激活剂并对其分子药理学特征进行系统研究。利用碘离子高度敏感的CFTR氯离子通道荧光测定细胞模型，对46种生物碱类化合物进行了筛选，得到了16种能够明显促进碘离子转运的活性化合物。对二氢辣椒素、辣椒素、茶碱、盐酸罂粟碱激活CFTR氯离子通道的分子药理学性质进行了系统研究。发现了（1）辣椒素和二氢辣椒素对CFTR离子通道活性的最大激活效率Vmax分别是0．4 mM/S和0．5 mM/S；它们与CFTR的亲和力分别是152±7．4μM和40．4±6．8μM；辣椒素和二氢辣椒素均不能激活AF508—CFTR氯离子通道活性，也不能纠正AF508—CFTR细胞质膜定位障碍；辣椒素和二氢辣椒素在CFTR上的结合位点可能与genistein在CFTR上的结合位点存在一定的重叠。辣椒素和二氢辣椒素激活CFTR氯离子通道活性可能是其导泻的生理活性的原因之一。（2）茶碱能够激活CFTR氯离子通道，Vmax值和Kd值分别是130±1．27μM和0．57±0．04 mM/S；茶碱对△F508—CFTR和G551D—CFTR的离子通道功能障碍均没有纠正活性，也不能纠正△F508—CFTR细胞质膜定位障碍；茶碱的上述活性与以往发现的其众多生物学活性之间的关系还不清楚。（3）盐酸罂粟碱对CFTR氯离子通道具有较强的激活作用，Vmax值为0．85 mM/s，Kd值为20μM；盐酸罂粟碱能够激活△F508—CFTR氯离子通道活性，但是对G551D—CFTR氯离子通道活性没有激活作用，其对△F508—CFTR氯离子通道激活作用的Vmax和Kd值分别为0．08 mM/s和40μM；盐酸罂粟碱与genistein在CFTR上的结合位点不存在重叠。盐酸罂粟碱的CFTR氯离子通道激活活性可能是其降压作用的原因之一。 本研究在国际上首次以天然化合物生物碱为对象，筛选CFTR氯离子通道的天然激活剂，并发现了多种活性较强、结构多样的天然化合物。我们的研究为生物碱活性研究补充了新内容。首次对盐酸罂粟碱、二氢辣椒素、茶碱等生物碱类野生型CFTR氯离子通道激活剂进行了系统的分子药理学研究。首次提供证据显示CFTR氯离子通道作为盐酸罂粟碱、二氢辣椒素、茶碱等生物碱类化合物体内活性的分子靶点。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：英文缩略词

声明

引 言

一、研究背景和立题依据

二、本文的研究内容和意义

第一章文献综述

一、CFTR概述

(一)CFTR结构

(二)CFTR存在多种突变形式

(三)CFTR的组织分布和生理功能

二、CFTR相关疾病

(一)囊性纤维化病

(二)多囊肾病

(三)慢性胰腺炎

(四)分泌型腹泻

(五)CFTR与不育

三、CFTR的分子药理学研究

(一)CFTR抑制剂

(二)CFTR激活剂

四、生物碱类化合物的药理作用物

五、本研究的内容

第二章实验材料与方法

一 实验材料

1.1细胞

1.2主要试剂

1.3主要设备

二 方法

2.1 Wt-CFTR氯离子通道荧光测定细胞模型的建立

2.2 △F508-CFTR氯离子通道荧光测定细胞模型的建立

2.3短路电流测定方法

2.4 细胞cAMP水平分析

2.5 数据统计学分析

第三章结果与分析

一、生物碱类化合物对CFTR氯离子通道激活作用初筛结果

二、生物碱类化合物对CFTR激活作用的分子药理学分析

(一)辣椒素及二氢辣椒素对CFTR激活作用的分子药理学分析

(二)茶碱对CFTR激活作用的分子药理学分析

(三)盐酸罂粟碱对CFTR激活作用的分子药理学分析

第四章讨论

一、生物碱生物活性的新发现

二、本研究中生物碱激活CFTR氯离子通道的作用机制

本论文的主要结论

主要创新点

参考文献

致谢

作者简历

在学期间公开发表论文及著作情况