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电压门控型钾离子通道家族

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中国心脏起搏与心电生理杂志２０１０年第２４卷第３期　·２０１·　

电压门控型钾离子通道家族　

陆彤　王如兴　蒋彬　

ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７—２６５９．２０１０．０３．００５　中图分类号Ｒ３３１．３　８　文献标识码Ａ　文章编号１００７—２６５９（２０１０）０３－０２０ｌ一０９　

在心肌细胞中，已发现的钾通道种类之多、分工之细令人　瞠目结舌。为什么？这可能是因为细胞膜电位是维持细胞生命　

活动和一切功能的基础，就需要如此众多钾离子通道（钾通道）　

各尽其职地参与、协同调节膜电位在不同情况下的变化。如果　

将单细胞比喻为一台精密仪器，那么这些钾通道就是这仪器上　

的各种微调装置。电压门控性钾（ｖｏｌｔａｇｅ—ｇａｔｅｄ　Ｋ　ｃｈａｎｎｅｌｓ，　

Ｋｖ）通道就是其中一类受膜电压调节的钾通道总称。Ｋｖ通道广　

泛存在于许多可兴奋性和非兴奋性细胞膜，并参与细胞电冲动　

的发放和内分泌的调节。在心肌细胞，它们直接参与心肌电兴　

奋的恢复过程，对动作电位时程的长短具决定性作用。其中，瞬　

时外向型钾电流（ｔｒａｎｓｉｅｎｔ　ｏｕｔｗａｒｄ　Ｋ　ｃｕｒｒｅｎｔｓ，Ｉ　）和超快速激　

活型钾电流（ｕｌｔｒａ—ｒａｐｉｄｌｙ　ａｃｔｉｖａｔｅｄ　Ｋ　ｃｕｒｒｅｎｔｓ，Ｉ　Ｋ¨　）参与心肌动　

作电位１相复极过程；Ｉ　和延迟整流性钾电流（ｄｅｌａｙｅｄ　ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ　

Ｋ　ｃｕｒｒｅｎｔｓ，Ｉ　）的快、慢成份（Ｉ　，Ｉ　）参与动作电位２相和３　相复极过程。因此，心肌细胞钾通道功能异常直接导致恶性心　

律失常及心源性猝死。　

对Ｋｖ通道的认识过程一直为人类离子通道研究领域进展　

的重要标志。１９８７年，第一个Ｋｖ通道Ｓｈａｋｅｒ被克隆，从而使钾　

通道的研究进入分子生物学水平，开辟了通道功能与结构关系　

探索的新领域。１９９０年，在Ｓｈａｋｅｒ上首次发现通道快、慢失活　

机制的分子学基础。１９９６年，ＭａｃＫｉｎｎｏｎ博士领导的研究小组　

成功提纯ｈＥＲＧ（ｈｕｍａｎ　ｅｉｔｈｅｒ—ａ—ｇｏ—ｇｏ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｇｏｎｅ）通道蛋白质　

晶体，将通道的构象变化直接形象化地展现在人们面前。为此，　

ＭａｃＫｉｎｎｏｎ博士荣膺２Ｏ０３年度诺贝尔化学奖。Ｋｖ通道的研究　进展迅速，笔者尽可能就目前对Ｋｖ通道的认识、并结合文献复　习对心脏有关的Ｋｖ通道病作一简介。　

１结构与功能　

功能性Ｋｖ通道是由　亚基和若干个辅助亚基组成。　

现将它们结构和功能分述如下。　

１．１孔道形成亚基　Ｋｖ通道是由４个　亚基（７０　ｋＤａ）组成的同型四聚体。　

作者单位：１　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　ｏｆ　Ｃａｒｄｉｏｌｏｇｙ，Ｔｈｅ　Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｍｅｄｉｃｉｎｅ，　Ｍａｙｏ　Ｃｌｉｎｉｃ　Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｍｅｄｉｃｉｎｅ，Ｒｏｃｈｅｓｔｅｒ，ＭＮ　５５９０５，ＵＳＡ　２无锡市第一人民医院心内科　３苏州大学医学院附属一院心内科　作者简介：陆彤（１９６３一），男（汉族），浙江绍兴人，现任美国Ｍａｙｏ　Ｃｌｉｎｉｃ副教授，医学博士，主要从事心电生理学研究。　每个亚基单体含６个跨膜螺旋区段（ｓ１．ｓ６）构成。每个跨膜　

区段由膜外连接链及胞连接链相互连接。Ｓ１的Ｎ一末端和　

ｓ６的Ｃ一末端均在细胞膜的内侧。有些ｄ亚基的Ｎ一末端结　

构较大，含有某些重要结构，如Ｔｌ区段（ｔｅｔｒａｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ｄｏ—　

ｍａｉｎ）参与通道四聚体形成的，并构成孑Ｌ域胞浆段的一部分。　

Ｋｖ通道ｓ４带５个正电荷碱性氨基酸，与ｓｌ—ｓ３带负电荷的　

酸性氨基酸一道共同形成通道的电压感受区域（ｖｏｌｔａｇｅ—　

ｓｅｎｓｉｎｇ　ｄｏｍａｉｎ）。ｓ５一Ｓ６围成孑Ｌ域，其间的Ｐ环（Ｐ—ｌｏｏｐｓ）向　

孔内延伸，并在钾通道外口的最狭窄处含有ＴｘＧＹＧ氨基酸　

结构（ｘ为任意氨基酸），为Ｋ　离子选择器　。Ｐ环还存在　

选择性Ｋｖ通道阻断剂４一氨基吡啶（４一ａｍｉｎｏｐｙｒｉｄｉｎｅ，４－ＡＰ）　

的结合位点。几乎所有的Ｋｖ通道（Ｉ　通道除外）ｓ６螺旋区　

段含ＰｘＰ氨基酸结构（Ｐ为脯氨酸），使ｓ６的活动性加强，增　

宽孔域内径　。孔域内径大小直接影响通道开放状态阻滞　

的有效性和敏感性。唯有Ｉ　通道缺少ＰｘＰ结构，使其孔域　

内径变化范围较小。这种结构特点已被成功利用在选择性　

Ｉ　阻滞剂的研制上。　

４个　亚基与若干个辅助亚基共同组成功能性Ｋｖ通　

道。图１显示４个Ｋｖ１．２ｃｔ亚基和４个Ｋｖｌ３　亚基共同组成　

通道蛋白质的晶体结构　ｊ。但并不是所有的Ｋｖｃｔ亚基都　

有离子通透功能。具有离子通透能力的ｄ亚基称为通透亚　

基；不具离子通透功能的Ｋｖｃｔ亚基称为沉默亚基（ｓｉｌｅｎｃｅ　

ｓｎｂｕｎｉｔｓ）。例如Ｋｖ５～Ｋｖ９单独表达不仅无法产生电流，而　

且与通透亚基共同表达还能抑制通透亚基的功能，即显性负　

性作用（ｎｅｇａｔｉｖｅ　ｄｏｍｉｎａｎｔ）。唯有Ｋｖ２例外，沉默亚基Ｋｖ５、　

Ｋｖ６不能完全抑制Ｋｖ２电流，只能调节Ｋｖ２的活性，如减慢　

Ｋｖ２失活、加速失活恢复及增加Ｋｖ２通道电压的敏感性　

等　。沉默亚基在许多组织中存在，究竟它们有何生理、病　

理功能还不明确。　

１．２辅助亚基　

Ｋｖ通道辅助亚基对通道门控动力学特性和功能调节极　

为重要　（图２）。只有和这些辅助亚基同时表达，通透亚基　

才具备原型（ｗｉｌｄ　ｔｙｐｅ）钾通道的生理特点。已发现的主要　

辅助亚基有：　

１．２．１　Ｋｖｌ３亚基４Ｏ～４５　ｋＤａ，属ＫＣＮＢ基因家族。常见　

的有Ｋｖｌ３．、Ｋｖｌ３２、Ｋｖｌ３，和ＫｖＩ３　，其中Ｋｖｌ３。、Ｋｖｌ３　和Ｋｖ　在　

人心肌细胞中表达。Ｋｖｌ３亚基为胞浆蛋白，与ｄ亚基的Ｔ　

区段以４：４的比例相连，共同组成孔域的胞浆段（图１）。Ｋｖｌ３　

亚基有如下功能：

①增加通道ｄ亚基的细胞膜表达；②加速　·２０２·　电压门控型钾离子通道家族　

Ｂ　

图１　Ｋｖ１．２通道蛋白质晶体ｘ一射线衍射及三级结构　Ａ：　

Ｋｖ１．２通道蛋白质晶体ｘ一射线衍射。蓝色显示电子密　度，白色为晶格。Ｂ：Ｋｖ１．２通道蛋白质三级结构示意　图。４个Ｋｖ１．２　ａ亚基（分别为红、黄、蓝、绿色）形成离　子通透孔。其中，ｓ１的Ｎ一末端较长，并形成Ｔｌ区段。４　个　１．２　２亚基（分别为黑色、金黄、粉红、浅蓝色）位　于胞浆内，并和Ｋｖ１．２　亚基的Ｔｌ区段结合，构成通道　

的孔域胞浆段　

通道Ｎ一型失活和减慢通道ｃ一型失活　（见后述）；③增加通　

道对电压的敏感性；④有些Ｋｖｆ３亚基本身还是功能性还原　

酶，参与通道的氧化还原调节　。　

１．２．２最小钾通道亚单位（ｔｈｅ　ｍｉｎｉｍａｌ　Ｋ　ｃｈａｎｎｅｌ　ｓｕｂｕｎｉｔ，　

ＭｉｎＫ或ＩｓＫ）和ＭｉｎＫ相关肽（ＭｉｎＫ—ｒｅｌａｔｅｄ　ｐｅｐｔｉｄｅｓ，ＭｉＲＰｓ）　

（￣）ＭｉｎＫ（一１５　ｋＤａ）：属ＫＣＮＥ１基因。仅含单一螺旋跨膜　

区段。其Ｎ一末端在细胞膜外，Ｃ一末端在细胞膜内。１９８８年　

首先在大鼠肾脏ＲＮＡ中发现。随后发现ＭｉｎＫ广泛存在于　

许多生物种类及组织中，包括人类心肌。重要的是：只有与　

ＭｉｎＫ共同表达，ＫｖＬＱＴ１才具备正常心肌Ｉ　的特点。因此　

认为，ＫｖＬＱＴ／ＭｉｎＫ组合是心肌原型Ｉ　的表达型。ＭｉｎＫ和　

ＫｖＬＱＴ共同表达能减慢通道激活和失活，增高外向电流幅　

度，增强通道对电压的敏感性　。进一步研究证明，４个　

ＫｖＬＱＴ单体与２个ＭｉｎＫ结合（４：２比例），共同形成通道的　

孔域。ＭｉｎＫ的Ｃ　末端３个氨基酸（５７一ＴＶＧ－５９）与ＫｖＬＱＴ１　

通道Ｓ４一ｓ５连接链上的Ｒ２４３或Ｗ２４８相结合。将这些氨基　

酸变异，ＭｉｎＫ的作用明显减弱　。②ＭｉＲＰｓ：属ＫＣＮＥ２基　

因。于１９９９年电脑检索时，在基因库中偶然发现一些与　

ＭｉｎＫ氨基酸序列相似的多肽，并命名为：ＭｉＲＰ１、ＭｉＲＰ２、　

ＭｉＲＰ３和ＭｉＲＰ４。人类主要为ＭｉＲＰ１、ＭｉＲＰ２，其氨基酸序列　

与ＭｉｎＫ的相符率分别达５１％和３５％。ＭｉＲＰｓ也为单跨膜　

螺旋结构。ＭｉＲＰｓ参与组成多种组织Ｋｖ通道的表现型。　

如：ＭｉＲＰ２／Ｋｖ３．４或ＭｉＲＰＩ／Ｋｖ４．２组合分别为原型骨骼肌　

和心肌Ｉ　的表现型。ＭｉＲＰ１／ｈＥＲＧ组合则是原型心肌Ｉ　的　

表现型。ＭｉＲＰ１减慢ｈＥＲＧ的失活，降低通道对电压的敏感　

性”　，增加ｈＥＲＧ对电压的敏感性　。ＭｉＲＰ２减慢Ｋｖ３．４　

的失活，增加其电压敏感性和开放概率　，减小Ｋｖ２．１和　

Ｋｖ３．１的电流密度和减慢通道失活　。　

１．２．３钾通道相互作用蛋白（ｔｈｅ　Ｋ＋－ｃｈａｎｎｅｌ　ｉｎｔｅｒａｃｔｉｎｇ　ｐｒｏ－　

ｔｅｉｎ，ＫＣｈｌＰ）和钾通道辅助蛋白（ｔｈｅ　Ｋ　一ｃｈａｎｎｅｌ　ａｃｃｅｓｓｏｒｙ　ｐｒｏ—　ｔｅｉｎ，ＫＣｈＡＰ）（￣）ＫＣｈＩＰ：属ｃａ２　结合蛋白家族（２０～２５　ｋＤａ）。　

共有４种，ＫＣｈＩＰ１～ＫＣｈｌＰ４，其中ＫＣｈｌＰ２为心脏型。ＫＣｈｌＰ２　为Ｋｖ４通道特异性辅助亚基，是内源性Ｉ。。通道的重要亚单　

位。ＫＣｈｌＰ２的Ｃ·末端镶嵌在细胞膜上，Ｎ一末端游离在胞浆　

内。Ｎ一末端含４个ｃａ“结和位点（ＥＦ—ｈａｎｄ）。ＫＣｈｌＰ２正是　

通过对ｃａ“结合，进一步调节Ｉ　的ｃａ“敏感成份。实验证　

明：ＫＣｈｌＰ２提高细胞膜Ｋｖ４．２的表达、减慢通道失活和加快　

通道失活后恢复等　。②ＫＣｈＡＰ：（～６８　ｋＤａ）属于信使传　

导和转录激活因子（ｓｉｇｎａｌ　ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｓ　ａｎｄ　ａｃｔｉｖａｔｏｒｓ　ｏｆ　ｔｒａｎ·　

ｓｃｒｉｐｔｉｏｎ，ＳＴＡＴ３）抑制蛋白家族，又称ＰＩＡＳ３。它通过与靶通　

道蛋白Ｎ一末端结合而发挥作用。研究发现：ＫＣｈＡＰ增加　

Ｋｖ１．３、Ｋｖ２．１、Ｋｖ２．２和Ｋｖ４．３通道细胞膜表达，但对Ｋｖ１．１、　

Ｋｖ１．２、Ｋｖ１．３、Ｋｖｔ．５、Ｋｖ１．６、Ｋｖ３．１、ｈＥＲＧ和ＫｖＬＱＴ１无作　

用。ＫＣｈＡＰ也不影响通道的门控动力学等生物物理特　性　。　

１．２．４类二肽基肽酶蛋白（ｄｉｐｅｐｔｉｄｙｌ　ｐｅｐｔｉｄａｓｅ－ｌｉｋｅ　ｐｒｏｔｅｉｎｓ，　

ＤＰＬＰｓ）为膜整合蛋白（一１００　ｋＤａ）。属丝氨酸蛋白酶家　

族，但无酶催化活性　。与ＫＣｈＩＰ相同，ＤＰＬｓ亦为Ｋｖ４特　

异性辅助亚基。ＤＰＬＰｓ增加Ｋｖ４的细胞膜表达、加快通道失　

活和活性恢复　。　

２门控动力学　

顾名思义，该类钾通道的开放和关闭主要受膜电压的调　

控。Ｋｖ通道开放使Ｋ　外流增加、心肌动作电位缩短。但　

是，通道的激活、失活机制还不十分明确。不同的通道，它们　

的激活、失活机制也不尽相同。这里仅将目前的一些主要观　

点简述如下：　

２．１通道激活传统的通道激活模型认为，去极化刺激使　

每个Ｓ４近胞外膜的４个正电荷氨基酸向膜外位移，产生３～　

３．５基本电荷的变化，即门控电流（ｇａｔｉｎｇ　ｃｕｒｒｅｎｔｓ）。由于Ｓ４　

的位移，使通道内孑Ｌ发生变化、通道开放（图２Ａ）。然而，这　

种传统观念受到前所未有的挑战。通过对ＫｖＡＰ通道激活　

态蛋白质晶体的研究，Ｊｉａｎｇ等　提出ｓ４联动Ｓ３ｂ区段大幅　

度地在细胞膜两侧摆动，导致通道内口的开放，即划桨模型　

（ｐａｄｄｌｅｍｏｄｅ１）（图２Ｂ）。划桨模型与传统模型的不同之处　

一　～　１　

垄堡丝　．　

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钾离子通道的研究进展

钾离子通道的研究进展

２０１０年第１Ｏ期　内蒙古石油化工　１　

钾离子通道的研究进展　

傅涛　，郝选明　

（华南师范大学体育科学学院，广东广州　５１　０００６）　

摘要：离子通道是细胞膜上的一类特殊亲水性蛋白质微孔道，它通过残基侧链选择性与离子相互　

作用，发挥专一性通透屏障功能，Ｋ＋通道是离子通道中种类最多，存在最广泛且最复杂的一大类离子通　

道，与多种生命活动密切相关，因此钾离子通道的结构与功能研究是分子生物学的前沿热点。本文拟就　

钾离子通道的分类、分子结构和基因结构的研究进展做一综述。　

关键词：钾离子通道；分子结构；基因结构　中图分类号：Ｑ７４　文献标识码：Ａ　文章编号：１００６￣７９８１（２０１０）１Ｏ—ＯＯＯ１～Ｏ４　

离子通道是细胞上特异化的两亲性膜整合蛋　

白，通过残基侧链选择性与离子相互作用，发挥专一　

性通透屏障功能。离子通道与多种生命活动密切相　

关，同时也是药物设计的重要靶标之一。　

自从采用了细胞膜片钳和单通道记录技术，人　

工膜离子通道重建技术、基因重组技术、通道蛋白分　

离、纯化等生化技术使许多通道蛋白的分子结构已　

经逐步清楚，其ｃＤＮＡ已经被克隆。目前认为，Ｋ＋通　

道是离子通道中种类最多，存在最广泛且最复杂的　

一大类离子通道。研究成果表明，Ｋ＋通道有两大家　

族，他们的结构和功能各异。　

１　Ｋ＋通道分类　

纵观Ｋ＋通道的研究发展史，有不同的分类方　

法，其分类依据大致为：电导、电压与电流特征，生物　

种系，通道分子结构，氨基酸序列，通道蛋白的同源　

性等［¨。在哺乳动物中Ｋ＋通道共分为两大家族：电　

压门控通道家族和内向整流通道家族，它们的结构　

特征和功能有着显著的差异。　

１．１　电压门控Ｋ＋通道　

电压门控Ｋ＋通道（除钙激活Ｋ＋通道ＫＣａ以　

外），为六跨膜结构单孔道（ｓｉｘ　ｔｒａｎｓｍｅｍｂｒａｎｅ　ｏｎｅ　

－ｐｏｒｅ），经６次（Ｓ１－－￥２）穿膜，在ｓ５与Ｓ６之间夹　

一个相当于钠通道Ｐ段的Ｈ５段。每个通道拥有４个　

如此重复的成分。此种基本结构与Ｎａ＋、Ｃａ。＋通道相　同。通道的活化闸门也是由４个Ｓ４构成（见图１）［２］。　

电压门控钾离子通道复合物抗体及其相关神经综合征

电压门控钾离子通道复合物抗体及其相关神经综合征

·综述·

基金项目:国家科技重大专项脑炎脑膜炎症候群中西医结合诊疗预案及治疗方案优化研究(2017ZX10305501005);天津市海河医院科技基金颅内结核感染诱发自身免疫性脑炎相关抗体表达及脱髓鞘病变分析(HHYY201803);天津市卫生健康科技项目结核病相关周围神经病早期识别干预技术研究(ZC20145)通信作者:王义义,Email:wyiyi70@电压门控钾离子通道复合物抗体及其相关神经综合征王义义,李 倩,甄晓晗(天津大学海河医院脑系科,天津300350) 摘 要:电压门控钾离子通道复合物抗体(VGKCc抗体)纷繁复杂,本文就VGKCc抗体及其临床意义以及疾病的诊断、鉴别诊断和治疗进行综述。VGKCc抗体中部分抗体具有明确的致病性,如富含亮氨酸的神经胶质瘤灭活蛋白1(LGI1)和接触素相关蛋白2(Casper2)。LGI1抗体、Casper2抗体是诊断疾病的重要依据;抗接触蛋白-2(CNTN-2)抗体主要与抗LGI1和Caspr2抗体共存,临床意义相对较小;“双阴抗体”相关的疾病谱广,还需要进一步的研究。VGKCc抗体相关的疾病临床表型多样,主要包括Isaacs综合征、Morvan综合征、边缘叶脑炎、癫痫。LGI1抗体和Caspr2抗体都不是特定神经综合征的病理学表现。在对快速进展性痴呆患者进行诊断时要注意VGKCc抗体相关脑病的可能,要注意与CJD进行鉴别。虽然对于LGI1抗体、Caspr2抗体相关边缘叶脑炎的免疫治疗缺乏随机对照的临床研究,目前普遍的策略是一旦在血清或脑脊液中检测到相关抗体,应在寻找潜在肿瘤的同时及时进行免疫治疗。关键词:钾通道,电压门控;Isaacs综合征;Morvan综合征;边缘叶脑炎;克雅病中图分类号:R512.3 文献标志码:A 文章编号:1004-583X(2021)06-0557-05doi:10.3969/j.issn.1004-583X.2021.06.016 电压门控钾离子通道(voltage-gatedpotassiumchannel,VGKC)由4个跨膜的α亚单位和4个胞内β亚单位组成,其中α亚单位决定通道类型,人类至少包括Kv1.1~1.6共6种亚型。VGKC广泛分布于神经系统,调节神经元兴奋性。VGKC复合物(VGKCc)抗体引起的自身免疫性疾病包括中枢和外周神经系统多种神经综合征,临床表型多样,包括Isaacs综合征、Morvan综合征(MoS)、边缘叶脑炎(limbicencephalitis,LE)和癫痫等。1995年研究人员通过免疫共沉淀技术首次在Isaacs综合征发现VGKC抗体,并鉴定为可能的病因[1]。此后,在2001年及2004年,研究人员以同样的方法分别在Morvan综合征1例和LE2例患者中鉴定了VGKC抗体的存在及致病性[2-3]。本文将对于VGKC复合物抗体及其引起的自身免疫性疾病的临床表现、辅助检查、鉴别诊断及治疗进行综述。1 VGKC复合物抗体及相关抗原“VGKC复合物抗体”是指用放射免疫分析法(RIA)检测到的针对VGKCc的抗体。在RIA法中,使用125I标记的α-树突毒素与从哺乳动物脑组织中提取VGKC复合物两者制成带有放射标记的抗原复合物,检测患者血清中的抗体。与α-树突毒素特异性结合的VGKC亚型包括Kv1.1、Kv1.2和Kv1.6。RIA法不能明确抗体所针对的具体抗原,包括抗原的类型(神经元、轴突或突触)也不能明确。2010年研究者通过免疫共沉淀和质谱分析的方法,发现与VGKCc抗体反应的抗原为富含亮氨酸的神经胶质瘤灭活蛋白1(leucinerichinactivatedgliomaprotein1,LGI1)和接触素相关蛋白2(contactelementassociatedprotein2,caspr2)。另外,在少数患者中还存在抗接触蛋白-2(CNTN-2)抗体,因为CNTN-2抗体主要与抗LGI1和Caspr2抗体共存,临床意义相对较小[4-5]。在抗原成分得到鉴定后,基于细胞的分析法(cellbasedanalysis,CBA)成为高度特异性的抗体检测方法。1.1 LGI1 LGI1是一种神经分泌蛋白,与突触前去整合素金属蛋白酶23(ADAM23)和突触后去整合素金属蛋白酶22(ADAM22)相互作用,形成类似于分子骨架的跨突触蛋白复合物。复合物中其他成分还包括突触前Kv1.1和Kv1.2亚单位和突触后α-氨基-3-羟基-5-甲基-4-异恶唑丙酸(AMPA)受体[6-7]。LGI1在中枢神经系统的海马CA3区苔藓纤维以及小脑中强表达,在外周神经系统表达较弱[5]。1.2 Caspr2和CNTN-2 Caspr2是神经鞘蛋白超家族的一种轴突跨膜蛋白,在中枢神经系统的海马CA3区放射层和小脑高表达。在周围神经系统,Caspr2表达于有髓纤维轴突的近结旁区,相互作用蛋白为CNTN-2[5],参与Kv1钾通道在近结旁区的·755·《临床荟萃》 2021年6月20日第36卷第6期 ClinicalFocus,June20,2021,Vol36,No.6

离子通道分类

离子通道分类

Na+通道：电压门控离子通道 内流

Ca2+通道： 内流

1、电压门控钙通道：L、N、T、P、Q、R6型， [Ca2+]o→[Ca2+]i

2、受体调控性钙通道：

①Ryanodine受体（RyRs）钙释放通道：RY1、RY2、RY3

②IP3受体（IP3Rs）通道：IP3R1、IP3R2、IP3R3

K+通道：

1、电压依赖性钾通道

①外向延迟整流钾通道（IK）：复极化 外流

快速激活整流钾电流IKr

缓慢激活整流钾电流IKs

超快速延迟整流钾电流IKur（心房肌）

②瞬间外向钾通道（Ito）：1期复极化 外流

4-AP敏感钾电流Ito1

Ca2+敏感钾电流Ito2

③起搏电流（If）：超极化激活的时间依赖性内向整流电流

2、Ca2+依赖性钾通道：KCa 电流：IKCa

3、内向整流钾通道：

内向整流钾通道：KIR（Kir2.1）电流：IK1

ATP敏感钾通道：KATP（Kir6.2）电流：IK（ATP）

Ach激活钾通道：KACh（Kir3.X）电流：IK（ACh）

Cl—通道：

1、电压敏感氯通道：

1-型通道ClC-1：骨骼肌

2-型通道ClC-2

3-型通道ClC-3：肾脏

2、囊性纤维跨膜电导调节体：CFTR cAMP调节氯通道：ICl（cAMP）

3、γ-氨基丁酸（GABA）受体氯通道：配体门控Cl—通道 Cl—内流（超极化）

hERG动力学和药理学研究

hERG动力学和药理学研究

hERG动力学和药理学的研究

1 hERG动力学和药理学的研究

摘要： 本实验中，我们要探究建立hERG安全评价体系的基础，确定转染的HERG一HEK293细胞株可用性。并且，检测已知导致QT间期延长的E4031, Cispride对HERG通道电流的影响，进一步明确该通道的特性，以验证体系，方法的正确性。 我们拟从细胞离子通道上建立一套临床前在体外评价药物对心脏复极影响的方法，并应用药物进行评估。 设计了两个分实验： 第一部分:稳定传代培养h293细胞。 第二部分:从动力学药理学等方面测定HERG通道电流图，并测药物对其影响。 经过实验我们得知，h293细胞株经过诱导其hERG的表达是十分稳定的,。hERG电流的抑制程度与两种药物的剂量之间有着明显的依赖关系：随着药物浓度的增加，hERG受到明显的抑制。 试验结果与预期结果相符，证明我们实验室所建立的hERG安全评价系统经过试验检验是可靠和有效的。 关键词:HERG基因;膜片钳;离子通道;钾通道;人胚肾293细胞； E4031,；Cispride。 hERG动力学和药理学的研究

2 ABSTRACT The complex gating of the hERG channel makes it ideally suited to its principal role in controlling phase 3 repolarization of the cardiac ventricular action potential. Any abnormal delay in repolarization can lead to the re-activation of k+ channels,giving rise to early after-depolarizations, and coupled with increased cardiac dispersion, typically associated with these delays, provides respectively both the trigger and substrate for the potentially life threatening arrhythmia Torsardes de Pointes (TdP). Owing to the fundamental role of hERG in controlling the duration of the cardiac action potential, it is not surprising that any drugs that potently and selectively block this channel are liable to have these effects. Consequently, much effort has been expended in developing standard voltage protocols to reliably assess the effects of compounds on hERG currents in vitro. Patch clamp remains a gold standard for ion channel study. Our study focus on how to record hERG currents in a recombinant cell line using the whole-cell patch-clamp technique and to establish the hERG safety evaluation system.