细胞膜离子通道是调节细胞兴奋性的一类重要膜蛋白结构,也是仅次于G蛋白耦联受体的药物作用重要靶点。其中,钾离子通道由于亚型多,功能复杂,潜在的病理、生理和药理学意义重大,而成为近年研究的热点之一。在2002年北京地区药学学术年会上,中国医学科学院药物研究所所长王晓良教授指出,在心血管系统等可兴奋组织中,钾通道已经成为研究药物作用新靶点的焦点。
据王晓良教授介绍,心脏组织中存在多种钾离子通道亚型,它们参与重要的生理功能,其中一些可以作为药物作用的靶点,如HERG(Kvr)、KVLQT1(Kvs)等,然而还有很多通道尚待证实其潜在的药理学意义。现在已经发现,HERG(Kvr)、KVLQT1的不同变体可产生不同的临床症状。另外,人的心房肌虽存在以上各种通道亚型,但以钾通道亚型Kv4.3和Kv4.2这两种瞬时外向钾通道表达为主。阻断这两个通道亚型,可使心肌动作电位时程明显延长,因而它们可能是新的Ⅲ类抗心律失常药物的理想靶点。目前,还没有心脏选择性的Kv4.3和Kv4.2亚型阻断剂开发成功。
此外,心脏ATP敏感钾通道主要由Kir6.2和SUR2A组成,而在血管平滑肌中则主要由Kir6.1和SUR2B组成。现有的钾通道开放剂多对血管平滑肌KATP敏感,因而在防治心肌缺血时效果不好,副作用较大。所以,寻找组织选择性或通道亚型选择性药物成为当前的研究热点之一。血管平滑肌存在多种钾通道亚型,如钙激活的钾通道、ATP敏感钾通道、延迟整流钾通道和内向整流钾通道等,但这些通道在病理时的改变以及作为药物靶点的可能性,还有待进行更深入的研究。据王晓良教授介绍,他们最近的研究证明,电压依赖的钾通道主要亚型Kv..2、Kv15和Kv4.2的mRNA在血管平滑肌中明显表达,表达量与左心室相当,其中Kv4.2在平滑肌的表达为首次发现和报道。此外,还发现内向整流钾通道在血管平滑肌的表达很强,Kir2.1和Kir3.1的表达量均超过心脏和其他平滑肌,如支气管和膀胱。在病理情况下,对链脲佐菌素(STZ)引起的糖尿病大鼠进行观察,发现Kir2.1、Kir3.1和Kir6.x的表达都没有明显改变,但与Kir6.x相连的SUR亚单位的mRNA表达明显降低。在高胆醇血症大鼠中,血管平滑肌对苯肾上腺素收缩反应增强,而乙酰胆碱的舒张作用减弱。同时,Kir3.1的mRNA表达下降,而Kir6.2的mRNA表达升高,提示内皮功能的损伤直接影响了不同钾通道亚型的表达和功能。
王晓良教授认为,这些研究结果提示,钾通道亚型改变既是病理改变的结果,也可以作为药物作用的新靶点。
据王晓良教授介绍,心脏组织中存在多种钾离子通道亚型,它们参与重要的生理功能,其中一些可以作为药物作用的靶点,如HERG(Kvr)、KVLQT1(Kvs)等,然而还有很多通道尚待证实其潜在的药理学意义。现在已经发现,HERG(Kvr)、KVLQT1的不同变体可产生不同的临床症状。另外,人的心房肌虽存在以上各种通道亚型,但以钾通道亚型Kv4.3和Kv4.2这两种瞬时外向钾通道表达为主。阻断这两个通道亚型,可使心肌动作电位时程明显延长,因而它们可能是新的Ⅲ类抗心律失常药物的理想靶点。目前,还没有心脏选择性的Kv4.3和Kv4.2亚型阻断剂开发成功。
此外,心脏ATP敏感钾通道主要由Kir6.2和SUR2A组成,而在血管平滑肌中则主要由Kir6.1和SUR2B组成。现有的钾通道开放剂多对血管平滑肌KATP敏感,因而在防治心肌缺血时效果不好,副作用较大。所以,寻找组织选择性或通道亚型选择性药物成为当前的研究热点之一。血管平滑肌存在多种钾通道亚型,如钙激活的钾通道、ATP敏感钾通道、延迟整流钾通道和内向整流钾通道等,但这些通道在病理时的改变以及作为药物靶点的可能性,还有待进行更深入的研究。据王晓良教授介绍,他们最近的研究证明,电压依赖的钾通道主要亚型Kv..2、Kv15和Kv4.2的mRNA在血管平滑肌中明显表达,表达量与左心室相当,其中Kv4.2在平滑肌的表达为首次发现和报道。此外,还发现内向整流钾通道在血管平滑肌的表达很强,Kir2.1和Kir3.1的表达量均超过心脏和其他平滑肌,如支气管和膀胱。在病理情况下,对链脲佐菌素(STZ)引起的糖尿病大鼠进行观察,发现Kir2.1、Kir3.1和Kir6.x的表达都没有明显改变,但与Kir6.x相连的SUR亚单位的mRNA表达明显降低。在高胆醇血症大鼠中,血管平滑肌对苯肾上腺素收缩反应增强,而乙酰胆碱的舒张作用减弱。同时,Kir3.1的mRNA表达下降,而Kir6.2的mRNA表达升高,提示内皮功能的损伤直接影响了不同钾通道亚型的表达和功能。
王晓良教授认为,这些研究结果提示,钾通道亚型改变既是病理改变的结果,也可以作为药物作用的新靶点。