亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        HERG鉀離子通道與藥物心臟毒性的安全性評(píng)價(jià)

        2012-12-09 15:39:40綜述張金曉田義紅審校
        醫(yī)學(xué)綜述 2012年16期
        關(guān)鍵詞:動(dòng)作電位離子通道心動(dòng)過速

        郭 舜(綜述),張金曉,田義紅※(審校)

        (1.天津中醫(yī)藥大學(xué),天津300193;2.天津市新藥安全評(píng)價(jià)研究中心,天津300301)

        隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人類對(duì)于生命科學(xué)的研究取得了巨大的進(jìn)步。隨著美國(guó)在1990年啟動(dòng)的人類基因計(jì)劃比預(yù)期提前5年完成,遺傳生物學(xué)研究開始了一個(gè)嶄新的篇章。人類疾病基因研究正處于從鑒定少數(shù)單基因病基因到鑒定嚴(yán)重危害人類健康的復(fù)雜性疾病易患基因這一重大飛躍的歷史時(shí)期。其中關(guān)于長(zhǎng)QT綜合征的6個(gè)基因被識(shí)破,有關(guān)編碼心臟鉀離子通道蛋白的人類ether-a-go-go相關(guān)基因(HERG)也得到了進(jìn)一步的研究。HERG編碼的延遲整流鉀離流(Ikr)的α亞基在心肌動(dòng)作電位復(fù)極化過程中發(fā)揮重要作用。對(duì)于一些臨床藥物或者新藥候選藥物所表現(xiàn)出的心臟毒性,很多研究都表明主要是由于對(duì)心肌細(xì)胞的HERG鉀離子通道產(chǎn)生阻斷從而造成QT間期延長(zhǎng),進(jìn)而引發(fā)患者尖端扭轉(zhuǎn)型室性心動(dòng)過速、心室纖顫甚至發(fā)生猝死[1-4]。另外,藥物也可以抑制鉀通道蛋白的表達(dá)從而導(dǎo)致復(fù)極電流下降,導(dǎo)致心動(dòng)過速[5-7]。目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)藥物在心臟復(fù)極方面的影響提出了嚴(yán)格要求,美國(guó)食品藥品管理局和歐洲藥品評(píng)價(jià)局等管理機(jī)構(gòu)要求對(duì)于研究中新藥申報(bào)臨床前實(shí)驗(yàn)都應(yīng)進(jìn)行HERG/Ikr的安全性評(píng)價(jià)[8]。因此,國(guó)內(nèi)外對(duì)于HERG的安全性檢測(cè)在藥物評(píng)價(jià)及開發(fā)的過程中顯得越來越重要。

        1 HERG鉀離子通道概述

        HERG基因最初是由Warmke等[9]在1994年從人類海馬cDNA文庫中分離鑒定得出的,與果蠅EAG基因具有同源性。HERG基因位于人7號(hào)染色體上(7q35~q36),約55 kb[10],有16個(gè)外顯子,編碼1159個(gè)氨基酸殘基。其在人身體組織心肌、腦、肝臟、脾臟等中均有表達(dá),在心肌組織中表達(dá)最高。最近的研究顯示,在許多腫瘤細(xì)胞系中HERG基因均有表達(dá)。HERG基因編碼Ikr的α亞基,與minK編碼的β亞基minK相關(guān)蛋白共同組成Ikr,HERG鉀離子通道由4個(gè)相同的α亞基組成四聚體,中間型形成離子通道。由HERG基因編碼的蛋白具有電壓門控型通道蛋白的結(jié)構(gòu),其中包括6個(gè)跨膜α螺旋片段(S1~S6)、S5和S6之間的P環(huán)、羧基端(C端)和氨基端(N端)[11-13]。1995年,Sanguinetti等[10]首次通過在細(xì)胞上轉(zhuǎn)染HERG基因表達(dá)HERG蛋白的通道,其生物特性表現(xiàn)與編碼Ikr幾乎一樣。HERG基因在生理過程中發(fā)揮著重大作用,它表達(dá)的鉀離子通道具有內(nèi)向整流性質(zhì),內(nèi)向Ikr在心肌細(xì)胞動(dòng)作電位各時(shí)相均有開放,在動(dòng)作電位3期復(fù)極和靜息電位期電導(dǎo)性最大。其超極化時(shí)表現(xiàn)為明顯的內(nèi)向電流,輕度除極時(shí)表現(xiàn)外向電流,借此維持靜息電位的穩(wěn)定。HERG鉀離子通道在動(dòng)作電位除極到-30 mV左右時(shí)快速激活,并持續(xù)到3相動(dòng)作電位末期。因此,HERG鉀離子通道能夠調(diào)節(jié)因來自心肌竇房結(jié)或異源興奮性沖動(dòng)提前到達(dá),有效抑制期前收縮傳播。

        2 HERG鉀離子通道與QT間期延長(zhǎng)

        HERG基因參與編碼Ikr的α亞基,當(dāng)HERG基因編碼的Ikr電流受到阻斷時(shí),心肌細(xì)胞動(dòng)作電位復(fù)極時(shí)的鉀離子外流也就減少,動(dòng)作電位時(shí)程延長(zhǎng),心電圖上表現(xiàn)為QT間期延長(zhǎng),QT間期是指心室除極和隨后的復(fù)極化的時(shí)間,在心電圖上所表示的是從QRS波的起點(diǎn)到T波終點(diǎn)的過程。QT間期延長(zhǎng)可以引發(fā)尖端扭轉(zhuǎn)室性心動(dòng)過速,甚至猝死[14]。QT間期延長(zhǎng)主要分為遺傳性(原發(fā)性)和非遺傳性(繼發(fā)性)。遺傳性QT間期延長(zhǎng)主要包括能產(chǎn)生離子通道功能障礙的基因突變及先天性QT間期延長(zhǎng)綜合征;非遺傳性QT間期延長(zhǎng)可由代謝異常、疾病及藥物所致引起的。HERG基因的突變導(dǎo)致先天性長(zhǎng)QT綜合征,體表心電圖異常T波和室性心律失常,以QT間隔延長(zhǎng)為特征的心臟復(fù)極化的障礙占所有由于心臟猝死病例的1/3。(此外,HERG通道蛋白是幾乎所有的藥物,導(dǎo)致后天形成的長(zhǎng)QT綜合征的分子靶點(diǎn)。)HERG鉀通道扮演的核心作用是調(diào)節(jié)心臟興奮性和維護(hù)正常的心臟節(jié)奏。

        2.1 原發(fā)性QT間期延長(zhǎng) 離子通道功能表達(dá)畸形是引起心律失常的主要機(jī)制,其被認(rèn)為宏觀表現(xiàn)在心臟和其他存在問題包括:①生理和生化調(diào)節(jié)細(xì)胞膜表面離子通道缺陷(門控缺陷、電流傳導(dǎo)缺陷、磷酸化缺陷等)。②生物調(diào)制離子通道蛋白缺陷(生物合成通道蛋白缺陷,合成后轉(zhuǎn)運(yùn)缺陷和退化)。錯(cuò)誤的細(xì)胞蛋白突變過程實(shí)際上增加了認(rèn)知各種遺傳性心律失常的機(jī)制[15]。在這些問題當(dāng)中最具特點(diǎn)的就是遺傳性QT延長(zhǎng)綜合征(LQTS),目前分為8個(gè)亞型,即LQTS1~8,其分別與不同的基因有關(guān)心律失常導(dǎo)致體表心電圖QT間期的延長(zhǎng)和心源性猝死風(fēng)險(xiǎn)的增加。目前研究表明LQTS至少與250個(gè)HERG基因突變有關(guān),HERG基因的異常將會(huì)導(dǎo)致動(dòng)作電位延長(zhǎng)從而引起LQT2。LQT2患者心肌細(xì)胞上位于染色體7q35~36上的HERG基因突變可引起Ikr通道蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)異常,致延遲整流外向鉀離子通道的功能下降,結(jié)構(gòu)域跨膜段S1和S3上多個(gè)氨基酸缺失,造成心肌動(dòng)作電位平臺(tái)期延長(zhǎng)和早期后除極,引起心律失常[16-17]。LQTS致病基因的發(fā)現(xiàn)為在分子水平上研究心律失常開辟了新紀(jì)元,并為臨床、細(xì)胞和分子水平的聯(lián)合研究提供了機(jī)會(huì),它將對(duì)某些心律失常發(fā)生機(jī)制和治療研究產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。Nature雜志也報(bào)道了對(duì)于基因突變引起的通道功能失調(diào)導(dǎo)致的心律失常,并不是由于編碼離子通道蛋白的基因突變,而是編碼細(xì)胞內(nèi)大分子信號(hào)復(fù)合體ankyrin-B的基因突變[18]。

        2.2 由藥物引起的繼發(fā)性QT間期延長(zhǎng) 澳大利亞藥物不良反應(yīng)公報(bào)2005年最后一期稱,某些藥物可通過阻斷心肌的鉀通道導(dǎo)致QT間期延長(zhǎng),產(chǎn)生危及患者生命的多形性室性心動(dòng)過速,即所謂的尖端扭轉(zhuǎn)型室性心動(dòng)過速。截止2005年6月,澳大利亞不良藥物反應(yīng)咨詢委員會(huì)共收到QT間期延長(zhǎng)致尖端扭轉(zhuǎn)型室性心動(dòng)過速報(bào)道140例,其中死亡7例。報(bào)道最多的藥物為索他洛爾(25例)、西沙必利(17例)、氯氮平(14例)、胺碘酮(12例)和紅霉素(12例)。由于QT間期延長(zhǎng),在過去10年內(nèi)很多藥物被迫撤出市場(chǎng)或被限制使用。

        在獲得性LQTS中,對(duì)快速激活I(lǐng)kr的抑制是藥物誘導(dǎo)的復(fù)極延遲及致尖端扭轉(zhuǎn)室性心動(dòng)過速發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的主要機(jī)制。致QT延長(zhǎng)藥物分子與心肌細(xì)胞HERG通道的不同位點(diǎn)結(jié)合,干擾它們的功能。藥物誘導(dǎo)的LQTS中所觀察到的潛在致尖端扭轉(zhuǎn)室性心動(dòng)過速機(jī)制與報(bào)道的LQT2綜合征相似。先天性LQTS中,HERG基因突變導(dǎo)致離子通道結(jié)構(gòu)缺陷或細(xì)胞內(nèi)“運(yùn)輸”異常,致功能性Ikr特異離子通道數(shù)目減少,進(jìn)而延長(zhǎng)心室復(fù)極過程并增加心室復(fù)極的不均一性。

        在過去的十幾年中,許多上市的藥物或者新藥在開發(fā)的最后階段由于發(fā)現(xiàn)其可引起QT間期延長(zhǎng)不得不撤出市場(chǎng)和停止新藥的繼續(xù)研發(fā)。隨著研究的不斷進(jìn)步,人們發(fā)現(xiàn)許多抗生素類、抗心律失常藥、抗精神病藥、抗真菌、抗瘧藥和抗抑郁藥等都會(huì)引起QT間期的延長(zhǎng),而且越來越多的非心臟類藥物也存在著QT間期延長(zhǎng)的不良反應(yīng)。由藥物引起的QT間期延長(zhǎng)并不等同于誘發(fā)尖端扭轉(zhuǎn)型室性心動(dòng)過速,這其中包含著不同的分類與機(jī)制。美國(guó)食品藥品管理局對(duì)致QT間期延長(zhǎng)藥物和與藥物使用相關(guān)的尖端扭轉(zhuǎn)型室性心動(dòng)過速(致死性和非致死性)進(jìn)行了回顧性分析[19],已采取了多種調(diào)整方案,包括從市場(chǎng)撤除具有致QT間期延長(zhǎng)、致死性危險(xiǎn)顯著增高的藥物(特非那定、西沙比利、阿斯咪唑、格帕沙星等),限制使用該類藥物或調(diào)整為二線藥物(芐普地爾、硫利達(dá)嗪)及禁止具有致QT間期延長(zhǎng)、致死性危險(xiǎn)顯著增高的藥物上市(利多氟嗪)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),自1997年1月1日至2000年12月31日,由于QT間期延長(zhǎng)引發(fā)嚴(yán)重心律失常而被美國(guó)食品藥品管理局從臨床撤除的處方藥物占從臨床撤除處方藥物總數(shù)的45%。可見藥物在產(chǎn)生心臟毒性或潛在引起心臟毒性都已經(jīng)越發(fā)得到人們的重視。

        3 HERG鉀離子通道與藥物安全性

        目前,全世界對(duì)于新藥的研發(fā)都投入了較多的精力,新藥研發(fā)是一項(xiàng)耗資大、周期長(zhǎng)的系統(tǒng)工程,安全性和有效性是決定新藥研發(fā)成功與否的關(guān)鍵性因素。據(jù)美國(guó)食品藥品管理局估計(jì),約有30%的新藥因安全性不過關(guān)而導(dǎo)致研發(fā)失敗。最初對(duì)于藥物在研發(fā)過程中的毒理研究只有在新藥開發(fā)的中后期才進(jìn)行毒性評(píng)價(jià),而不能積極主動(dòng)地在開發(fā)前期展開工作,導(dǎo)致許多有很好開發(fā)前景的藥物因毒性或其他安全性因素而中途夭折;即使經(jīng)過結(jié)構(gòu)改造后最終上市,也不可避免地造成人力資源的巨大浪費(fèi)。

        藥物產(chǎn)生的心臟毒性也是導(dǎo)致藥物撤市和停止開發(fā)的重要原因,1996~1999年全球藥物市場(chǎng)上撤回的藥物中有9%是因?yàn)樾呐K毒性,而這些藥物一半以上是由于藥物誘導(dǎo)引發(fā)QT間期延長(zhǎng)以及伴隨心律失常的風(fēng)險(xiǎn)[20],如2004年的萬絡(luò)撤市,2007年羅格列酮的撤市,2011年1月28日我國(guó)國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理局發(fā)出通知,決定將含右丙氧芬的藥品制劑(達(dá)寧)逐步撤出市場(chǎng)。由于其引起明確的心電改變,并可增加嚴(yán)重甚至致死性心律失常的風(fēng)險(xiǎn),最終撤出市場(chǎng)。

        多年來對(duì)于藥物心臟毒性的安全性評(píng)價(jià)的檢測(cè)方法往往存在著低效高耗的狀態(tài),從而導(dǎo)致許多藥物直至研發(fā)后期被迫中斷。1995年,Sanguinetti[10]證實(shí)了轉(zhuǎn)染HERG基因的通道蛋白能夠準(zhǔn)確地表達(dá)與正常Ikr通道一致的電生理作用,成為藥物致QT間期延長(zhǎng)的靶點(diǎn),其大大提高了藥物篩選的成本和數(shù)量。目前許多對(duì)于藥物因離子通道產(chǎn)生心臟毒性的研究和篩選都已經(jīng)建立了系統(tǒng)的檢測(cè)平臺(tái),如采用熒光高通量篩選、電生理檢測(cè)等。其中采用膜片鉗技術(shù)藥物對(duì)于HERG鉀離子通道作用對(duì)藥物心臟毒性進(jìn)行預(yù)測(cè)。近年來又有利用計(jì)算機(jī)虛擬方法預(yù)測(cè)藥物對(duì)HERG通道的阻滯作用[20]。并不是所有能阻斷HERG鉀離子通道的藥物都會(huì)誘發(fā)尖端扭轉(zhuǎn)型室性心動(dòng)過速,如新型抗心絞痛藥物雷諾嗪同樣具有Ikr阻滯,長(zhǎng)期使用對(duì)QT間期延長(zhǎng)并不明顯,兩者間有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性[21-23]。另據(jù)報(bào)道維拉帕米是相對(duì)較強(qiáng)的Ikr抑制劑,從無誘發(fā)尖端扭轉(zhuǎn)型室性心動(dòng)過速發(fā)生。因此,在新藥研發(fā)早期建立藥物心臟毒性的篩選平臺(tái)是很有價(jià)值的。

        4 結(jié)語

        藥物心臟毒性的預(yù)測(cè)在新藥開發(fā)中有重要作用,由HERG編碼的延遲整流鉀離子流在心肌動(dòng)作電位復(fù)極化過程中發(fā)揮重要作用。因此,利用分子生物技術(shù)手段對(duì)于藥物心臟毒性的篩選建立平臺(tái),可以有效地提高藥物研發(fā)的周期。目前世界上各國(guó)的藥品管理機(jī)構(gòu)也越來越關(guān)注藥物在心臟毒性方面的致命性作用,對(duì)于評(píng)價(jià)藥物在心臟毒性方面,HERG鉀離子電流也可作為藥物毒性篩選的重要指標(biāo)。

        [1] De Ponti F,Poluzzi E,Montanaro N.QT-interval prolongation by non-cardiac drugs:lessons to be learned from recent experience[J].Eur J Clin Pharmacol,2000,56(1):1-18.

        [2] Tamargo J.Drug-induced torsade de pointes:from molecular biology to bedside[J].Jpn J Pharmacol,2000,83(1):1-19.

        [3] Petersen CI,McFarland TR,Stepanovic SZ,et al.In vivo identification of genes that modify ether-α-go-go-related gene activity in Caenorhabditis elegans may also affect human cardiac arrhythmia[J].Proc Natl Acad Sci U S A,2004,101(32):11773-11778.

        [4] Lee SY,Kim YJ,Kim KT,et al.Blockade of HERG human K+channels and IKr of guinea-pig cardiomyocytes by the antipsychotic drug clozapine[J].Br J Pharmacol,2006,148(4):499-509.

        [5] Kikuchi K,Nagatomo T,Abe H,et al.Blockade of HERG cardiac K+current by antifungal drug miconazole[J].Br J Pharmacol,2005,144(6):840-848.

        [6] Sun HY,Liu XD,Xiong QJ,et al.Chronic inhibition of cardiac Kir2.1 and hERG Potassium channels by celastrol with dual effects on both ion conductivity and protein trafficking[J].J Biol Chem,2006,281(9):5877-5884.

        [7] Takemasa H,Nagatomo T,Abe H,et al.Coexistence of hERG current block and disruption of protein trafficking in ketoconazole-induced long QT syndrome[J].Br J Pharmacol,2008,153(3):439-447.

        [8] Rajamani S,Eckhardt LL,Valdivia CR,et al.Drug-induced long QT syndrome:hERG K+channel block and disruption of protein trafficking by fluoxetine and norfluoxetine[J].Br J Pharmacol,2006,149(5):481-489.

        [9] Warmke JW,Ganetzky B.A family of potassium channel genes related to eag in Drosophila and mammals[J].Proc Natl Acad Sci U S A,1994,91(8):3438-3442.

        [10] Sanguinetti MC,Jiang C,Curran ME,et al.A mechanistic link between an inherited and an acquired cardiac arrhythmia:HERG encodes the IKr Potassium Channel[J].Cell,1995,81(2):299-307.

        [11] Liu J,Zhang M,Jiang M,et al.Structural and functional role of the extracellular s5-p linker in the HERG Potassium Channel[J].J Gen Physiol,2002,120(5):723-737.

        [12] Sanguinetti MC,Tristani-Firouzi M.hERG Potassium channels and cardiac arrhythmia[J].Nature,2006,440(7083):463-469.

        [14] Fu EY,Clemo HF,Ellen BK.Acquired QT prolongation:mechanisms and implications[J].Cardiol Rev,1998,6(6):319-324.

        [15] Thomas D,Kiehn J,Katus HA,et al.Defective protein trafficking in hERG-associated hereditary long QT syndrome(LQT2):molecular mechanisms and restoration of intracellular protein processing[J].Cardiovasc Res,2003,60(2):235-241.

        [16] Goldenberg I,Moss AJ.Long QT syndrome[J].Curr Probl Cardiol,2008,51(24):2291-2300.

        [17] Oprea TI,Matter H.Integrating virtual screening in Lead discovery[J].Curr Opin Chem Biol,2004,8(4):349-358.

        [18] Mohler PJ,Jean-Jacques S,Gramolini AO,et al.Ankyrin-B mutation causes type 4 long-QT cardiac arrhythmia and sudden cardiac death[J].Nature,2003,421(6923):634-639.

        [19] 曹克將,程曉曙,郭林妮,等.獲得性長(zhǎng)QT間期綜合征的防治建議[J].中國(guó)心臟起搏與心電生理雜志,2010,24(6):471-479.

        [20] Rossenbacker T,Mubagwa K,Jongbloed RJ,et al.Novel mutation in the Per-Arnt-Sim domain of KCNH2 causes a malignant form of long-QT syndrome[J].Circulation,2005,111(8):961-968.

        [21] Redfern WS,Carlsson L,Davis AS,et al.Relationships between preclinical cardiac electrophysiology,clinical QT interval prolongation and torsade de pointes for a broad range of drugs:evidence for a provisional safety margin in drug development[J].Cardiovasc Res,2003,58(1):32-45.

        [22] Antzelevitch C,Belardinelli L,Zygmunt AC,et al.Electrophysiological effects of ranolazine,a novel antianginal agent with antiarrhythmic properties[J].Circulation,2004,110(8):904-910.

        [23] Yang T,Snyders D,Roden DM.Drug block of I(kr):model systems and relevance to human arrhythmias[J].J Cardiovasc Pharmacol,2001,38(5):737-744.

        猜你喜歡
        動(dòng)作電位離子通道心動(dòng)過速
        電壓門控離子通道參與紫杉醇所致周圍神經(jīng)病變的研究進(jìn)展
        蝎毒肽作為Kv1.3離子通道阻滯劑研究進(jìn)展
        《思考心電圖之169》
        《思考心電圖之161》答案
        曲美他嗪治療心房顫動(dòng)致心動(dòng)過速性心肌病療效觀察
        細(xì)說動(dòng)作電位
        肉豆蔻揮發(fā)油對(duì)缺血豚鼠心室肌動(dòng)作電位及L型鈣離子通道的影響
        穩(wěn)律靈治療室性心動(dòng)過速58例
        蛇床子提取液對(duì)離體蟾蜍坐骨神經(jīng)動(dòng)作電位的影響
        柴胡桂枝湯對(duì)離體蟾蜍坐骨神經(jīng)動(dòng)作電位的影響
        性色av免费网站| 在线看不卡的国产视频| 国产白浆一区二区三区佳柔| 国产三级精品视频2021| 日本午夜精品理论片a级app发布| 日本欧美小视频| 日本熟妇精品一区二区三区| 麻豆国产精品一区二区三区| 国产乱妇无乱码大黄aa片 | 一本大道东京热无码| 91精品啪在线看国产网站| 亚洲第一大av在线综合| 日本真人边吃奶边做爽动态图| 久久久久久久久久久国产| 日韩最新在线不卡av| 中文字幕一区二区三区综合网| 亚洲熟妇无码久久精品| 久久免费的精品国产v∧| 韩国日本亚洲精品视频| 草青青在线视频免费观看| 国产精品videossex国产高清| 国产精品.xx视频.xxtv| 狠狠亚洲婷婷综合久久久| 精品久久中文字幕系列| 国产边摸边吃奶叫床视频| 在线亚洲综合| 久久蜜臀av一区三区| 国产区女主播在线观看| 亚洲精品中文字幕无码蜜桃 | 视频一区欧美| 亚洲色图少妇熟女偷拍自拍| 妺妺窝人体色www在线| 亚洲av无码av制服丝袜在线| 国产高清一级毛片在线看| 亚洲av激情一区二区| 国产在线 | 中文| 亚洲AV无码精品呻吟| 久久久免费精品国产色夜| 亚洲av无码一区二区一二区| 四虎成人精品无码永久在线| 亚洲伊人成综合人影院|