溫度依賴的hERG通道藥理學與動力學特性（二）

結果

溫度依賴 的藥理學特性

紅霉素（ERM）在生理溫度條件下具有顯著的效能增強特點。圖3A顯示了室溫條件下和生理溫度條件下ERM對hERG抑制效應的時間--—電流點圖。此實驗中細胞在室溫（22°C）條件下被捕獲和封接，以及記錄ERM的阻斷。直至添加了300μM ERM 后才觀察到顯著的抑制效應。此抑制在沖洗后是可逆的。加熱功能在沖洗時開啟，溫度設置在35°C。當溫度和電流穩定后，重復添加不同濃度的ERM。使用IonFlux軟件中原始電流圖重疊功能，使得同一個集合細胞（20個細胞）記錄的22°C與35°C電流圖共同展現在圖3B中。與室溫條件相比，35°C 條件下記錄的在快速衰減階段的電流峰值幾乎增加了一倍。在22°C時1000μM的ERM抑制了大約50% hERG 尾電流（圖3C），而在35°C時同樣濃度的ERM抑制了大約95%的hERG尾電流（圖3D）此數值與文獻報道的結果完全一致（Kirsch, G.E, 2004, Stanat, S, 2003）。

氟西汀是hERG的抑制劑，其不具體有溫度依賴的效能改變。在另一個實驗中，氟西汀作為對照品與其它兩個化合物——紅霉素和D,L索他洛爾在同一塊記錄板中進行檢測（IF-HT，384孔）。氟西汀25°C和35°C條件下的劑量曲線疊加顯示在圖4A中。兩個量效曲線大部分重疊在一起，IC50值分別是25°C時的3.8μM和35°C時的5.1μM。相反的，紅霉素的量效曲線35°C條件下左移了超過3倍，從831μM(25°C)至251μM (35°C)，見圖4B。D,L索他洛爾同樣表現出顯著的效能轉移，從681μM(25°C)至215μM(35°C)，見圖4C。結果表明氟西汀的hERG抑制效應對溫度不敏感，而紅霉素和索他洛爾是溫度敏感的hERG阻斷劑。這些結果與文獻報道的一些明顯溫度依賴性化合物的結果一致(Kirsch,G.E,2004,Stanat,S,2003,Rajamani,S,2006,Thomas,D,2002)。

溫度依賴的動力學特性

動力學轉換的檢測提供更多關于溫度對離子通道電流影響的信息。我們研究比較了室溫和生理溫度條件下的hERG 原始電流圖（圖5）。首先，相比于22°C，35°C 條件下同一個集合細胞記錄的電流幅度幾乎超過兩倍。其次，去激活階段記錄的外向尾電流在35°C 時同樣表現出更快的衰減速度。單指數方程計算出的時間常數下降分別是22°C 時的938±16ms 和35°C 時的443±3ms。盡管時間常數的絕對值取決于激活的電壓刺激方案，但其分數變化程度（即與室溫相比相差大約2~3 倍）與文獻報道是一致的（Zhou, Z. 1998）。

討論

使用 IonFlux 溫度控制模塊，觀察到紅霉素與D,L 索他洛爾的抑制效應對溫度是敏感的。在近生理溫度條件下獲得的檢測結果IC50 值比室溫條件下更低，但對于作為陰性對照的氟西汀，溫度變換并沒有表現出顯著的效應改變。通過IonFlux 平臺記錄觀察到的藥理學效應漂移與手動膜片鉗數據是一致的（表1）。

動力學研究表明hERG 尾電流峰值在生理溫度條件下幾乎增加兩倍，且去激活引起的外向尾電流的衰減速度加快了2~3 倍，此結果同樣與手動膜片鉗數據是一致的。生理溫度條件下的hERG 篩選產生的數據可以與在體的心臟安全評價數據提供更好的相關性。因而，在藥物安全性評價實驗中溫度是一個值得關注的因素。IonFlux 系統獨到的設計可以提供溫度控制模塊，便于開展溫度可能最為重要因素的hERG 安全性篩選和其它溫度依賴的離子通道靶標。

 

 

參考文獻：

Trudeau, M.C & Robertson G.A. (1995) Science 269, 92-95

Sanguinetti MC et al. (1995). Cell 81:299-307

Zhou Z, et al. (1998) Biophys J 74:230-41

Sale, H. & Robertson G. A. (2008) Circ. Res. 108 185249

Kirsch, G. E. (2004) J . Pharm. & Tox. Methods 50, 93-101

Stanat, S. (2003) Molecular &. Cellular Biochem. 254, 1-7

Rajamani, S.(2006) British J. of Pharm. 149, 481-489

Thomas, D.(2002) J. of Pharm. &Exp. Therapeutics 300, 543-548