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(内科学专业论文)以herg基因表达模型为基础的药物在心脏复极方面的安全性评价.pdf.pdf 免费下载
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文档简介
目录 缩略词表l 中文摘要3 英文摘要7 前言1 1 论文正文 第一部分:h e r g h e k 2 9 3 细胞表达模型的建立1 3 材料和方法 药品和试剂1 4 主要实验设备及器材1 6 溶液配制一1 8 细胞电生理研究1 8 细胞培养与转染1 8 膜片钳实验2 2 免疫蛋白印记实验2 4 细胞总蛋白提取及浓度测定2 4 试剂配制2 5 蛋白质的聚丙稀酰胺凝胶电泳2 8 蛋白质转膜3 0 免疫反应及显影3 l 结果3 2 讨 念3 6 参考文献4 0 第二部分:西沙比利对h e r g 基因转染的通道电流和蛋白表达的作用4 4 材料和方法4 4 结果4 7 讨 仑5 2 参考文献5 8 第三部分:关附甲素对h e r g 通道电流和蛋白表达的影响6 l 材料和方法6 2 结果6 5 l 关附甲素对野生型h e r g h e k 2 9 3 细胞上h e l 电流的影响6 5 2 关附甲素对h e r g 基因f 6 5 6 c 突变钾通道电流影响7 5 3 关附甲素对h e i 通道蛋白表达的影响7 7 讨论j 8 0 局限性8 3 总结与展望:8 4 参考文献8 4 论文综述h e r g 钾通道电流对药物致q t 间期延长的评价作用8 8 参考文献:1 0 5 个人简历“o 致谢1 1 2 独创性声明1 1 4 学位论文版权使用授权书1 1 4 北京协和医学院中国医学科学院博上研究生学位论文 英文缩写 a h h a p d d m e m g f a g f p h e k 2 9 3 h e r g h e r g h e k 2 9 3 i c 5 0 糸, k 。 i vc u r v e k k c n h 2 l q t s t d p v i 2 v t w b 缩略词表 英文全称中文全称 a c e h y t i s i n eh y d r o c h l o r i d e盐酸关附甲素 a c t i o np o t e n t i a ld u r a t i o n动作电位时程 d u l b e c c o sm o d i f i e de a g l em e d i 啪d m e m 培养基 g u a i l 如b a s e a关附甲素 ( h e nn u o r e s c e n tp r o t e i l l绿色荧光蛋白 h u m a ne m b 巧o i l i ch d n e y2 9 3人胚肾2 9 3 细胞 h 啪a n p 砌p ,- 口喀d 鼍r d 陀肠胞dg e n e h e r g 基因 转染h e r g 基因的 h e k 2 9 3 细胞 5 0 i i l h i b i t o 巧c o n c e n 缸眦i o n半数最大抑制浓度 r a p i da c t i v a t i n gd e l a y e dr e c t i f i e r 快速激活延迟整流钾电流 p o t a s s i u mc u r r e n t s l o w a c t i v a t i n gd e l a y e dr e c t i f i e r 缓慢激活延迟整流钾电流 p o t a s s i u mc u r r e n t c u n - e n t v o l t a g ec u r v e 电流- 电压关系曲线 s l o pf a c t o r 斜率因子 k c n h 2 基因 l o n gq ts y n d r o m e长q t 综合征 t o r s a d ed ep o i n t e s尖端扭转性室性心动过速 h a l f a c t i v a t i o nv o l t a g e半数最大激活电压 t e s tp o t e n t i a l 测试电压 w r e s t e mb l o t 免疫蛋白印迹技术 2 北京协和医学院中国医学科学院博_ 上研究生学位论文 以h e r g 基因表达模型为基础的药物在心脏复极方面的 安全性评价 中文摘要 药物致q t 问期延长的副作用已成为威胁公众用药安全的重要问题,也是目 前药物安全管理部门和药物公司广泛关注的药物心脏毒性问题。很多药物可以通 过直接阻断心肌复极中的快速激活延迟整流钾通道电流( 如) ,使得复极时程延 长,导致q t 间期延长,甚至发生尖端扭转性室性心动过速或心源性猝死;也可 以通过干扰钾通道蛋白的表达,间接减少k ,使得q t 延长。药物对心脏复极的 不良影响成为美国食品和药品管理局( f d a ) 终止药品上市的主要原因之一,并 要求所有药物上市前必须进行这方面的评价。对,k r 电流的测定成为判断药物是否 能引起q t 延长及是否易产生促心律失常作用的一个指标。因此,本研究拟从细 胞离子通道、蛋白水平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。据此,本研究设计了三个分实验。 第一部分:建立表达h e r g 基因的h e i q 9 3 细胞模型,并培养出稳定转染 的h e r g h e k 2 9 3 细胞株; 第二部分:用己知导致q t 间期延长的药物西沙比利来测定该药对h e r g 通道电流的影响,进一步明确该通道的特性,并评价西沙比利对h e r g 通道蛋 白的影响: 第三部分:评价我国的一类抗心律失常新药盐酸关附甲素对h e i 通 道电流、通道动力学的影响,并对h e r g 基因f 6 5 6 c 突变后的电流进行测定, 明确药物与h e l 通道结合位点;应用免疫蛋白印迹技术( w | e s t e mb l o t ) 评价 关附甲素对蛋白表达的影响。 第一部分:h e r g h e k 2 9 3 细胞表达模型的建立 【摘要】 目的:通过基因转染的方法把h e r g 基因转染进h e l q 9 3 细胞,使之表达h e r g 通道钾电流及蛋白,达到建立h e r g h e k 2 9 3 细胞表达模型的目的。 北京协和医学院中国医学科学院博上研究生学位论文 方法:利用l i p o f e c t a m i n e t m 2 0 0 0 将p c d n a 3 0 h e r g 和绿色荧光蛋白( g f p ) 瞬 时转染进入h e k 2 9 3 细胞,利用膜片钳技术测定h e i 沁h e k 2 9 3 细胞上的h e r g 钾电流;应用g 4 1 8 对瞬时转染的阳性克隆细胞进行筛选,进而利用免疫蛋白印 迹技术( w e s t e mb l o t ) 测定h e r g h e k 2 9 3 细胞的h e r g 蛋白的表达。 结果:l i p o f e c t a m i n e t m 2 0 0 0 介导的瞬时转染成功率在3 0 7 0 ,该方法有效地将 h e r g 基因转染进入h e k 2 9 3 细胞,并表达h e r g 介导h e r g 通道钾电流;g 4 1 8 可成功筛选h e r g 基因阳性的克隆细胞,使得瞬时转染的h e r g h e k 2 9 3 细胞达 到稳定转染,并可用于w r e s t e mb l o t 的研究。 结论:荧光显微镜检查、膜片钳及w e s t e mb l o t 研究证实该h e l h e k 2 9 3 细胞 表达模型的建立成功的。 关键词:h e r g 基因;膜片钳;离子通道;钾通道;人胚肾2 9 3 细胞;免 疫蛋白印迹; 第二部分:西沙比利对h e r g 基因表达的快速激活延迟整流钾通道电流 及蛋白的影响 【摘要】 目的评价西沙比利对转染h e r g 基因表达的快速激活延迟整流钾电流( k ,) 和 蛋白的影响,探讨其致心律失常发生的机制。 方法使用脂质体介导的瞬时转染法把野生型h e r g 基因转染进人胚肾细胞 ( h e k 2 9 3 ) ,采用全细胞膜片钳技术评价西沙比利对砧通道电流和动力学的影 响;使用g 4 1 8 筛选出稳定转染h e r g 的细胞,并用西沙比利进行干预,应用免 疫蛋白印迹技术( 、s t e mb l o t ) 评价药物对蛋白的影响。 结果西沙比利对k ,通道的刺激电流( 如e r g ) 和尾电流( 如i ) 具有浓度和电压依 赖性抑制作用,半数最大抑制浓度( i c 5 0 ) 分别1 4 5 和3 9 啪。儿。西沙比利使 如e r g 和l 的最大峰值电位前移,但不改变激活电位;使激活曲线左移并加快通 道的失活,但不改变通道失活后的恢复时间;西沙比利对h e r g h e k 2 9 3 细胞上 的爪,通道蛋白无明显抑制。 结论西沙比利通过作用于通道的激活态及失活态抑制h e r g 钾电流,但不影响 h e r g 通道蛋白的表达,从而使得心肌复极时程延长,导致心律失常发生。 4 北京协和医学院中国医学科学院 博上研究生学位论文 【关键词】膜片钳;西沙比利;离子通道;钾通道;h e i 沁基因;人 胚肾细胞;免疫蛋白印迹 第三部分:关附甲素对转染h e r g 基因表达的快速激活延迟整流 钾通道电流和蛋白的影响 【摘要】 目的评价关附甲素( g f a ) 对h e r g 基因表达的钾通道电流和蛋白的影响。 方法使用脂质体介导的瞬时转染法把野生型h e r g 基因转染入人胚肾细胞 ( h e k 2 9 3 ) ,使之表达快速激活延迟整流钾电流( 砧) ,采用标准的全细胞膜片 钳技术记录k ,通道电流,观察不同浓度的关附甲素对砧的影响并进行通道动力学 研究。采用定点突变技术使h e r g 基因产生f 6 5 6 c 突变,并应用膜片钳进行药物 对电流影响的测定。应用免疫蛋白印迹技术( w r e s t e mb l o t ) 评价关附甲素对h e r g 钾通道蛋白的影响。 结果 1 关附甲素对糸,通道的峰电流用e r g 具有浓度和电压依赖性抑制作用,半数最大 抑制浓度( i c 5 0 ) 为4 6 5 9 5 呻1 0 l l ;4 0 0 p m o l l 和1 0 0 0 弘m o 儿的关附甲素使h e r g 的最大峰值电位前移,但不改变激活电位。2 5 4 0 0 脚o l l 的关附甲素对尾电 流( 1 ) 抑制不明显,l 、2 5 和5 m m o l 几的关附甲素对抑制率分别为3 4 9 、 5 8 o 和7 0 5 ,i c 5 0 为1 6 4 m m o l l 。1 r 姗o l l 的关附甲素对磊。i l 呈电压依赖 性,并使得最大峰值电位前移,电流一电压曲线的形状产生变化,但对激活电 位没有影响。关附甲素对h e r g 通道电流的抑制无时间依赖性。 2 关附甲素可以使得通道的激活曲线左移并能加快通道的失活过程,并且能在 6 0 m v 的电压上减慢通道失活后的恢复时间,而对去激活时间常数无明显影 响。 3 关附甲素对f 6 5 6 c 突变的h e r g 通道峰电流( 如e r g ) 和尾电流( 五。i i ) 具有抑 制效应,但抑制程度比野生型h e r g 电流明显减弱,并使得激活曲线左移。 4 高浓度的关附甲素可抑制h e r g 钾通道蛋白的转运,且对f 6 5 6 c 突变表达的 h e i 砸钾通道蛋白抑制更明显。 结论2 5 4 0 0 p m o l l 的关附甲素对砧的抑制作用不明显,高浓度的关附甲素可以 北京协和医学院中国医学型兰堕 堡兰堕垄竺兰垡兰兰一一一 抑制髓i 沁电流,关附甲素主要是作用于h e i 沿通道的失活态和激活态,并且主 要是结合在h e r g 通道的s 6 区从而抑制钾电流。关附甲素不影响h e r g 蛋白的合 成,但高浓度的关附甲素可抑制h e r g 蛋白的转运。 【关键词】膜片钳;关附甲素;离子通道;钾通道; h e r g 基因;人 胚肾细胞 6 北京协和医学院中国医学科学院博士研究生学位论史 t h e d r u g ss a f b 锣e v a l u a t i o no nt h ec a r d i a cr e p o l a r 娩a t i o n :a n 伽v f 打移 s t u d yb a s e d o nt h eh e r g g e n ee x p r e s s i o nm o d e l a b s t r a c t d r u g - i n d u c e dq ti n t e r v a lp r o l o n g a t i o nh 弱b e c o m e 锄i m p o r t a n tp u b l i ch e a l n l p r o b l e m a n dd m gs a f - e 够a u t h o u i t i e sa 1 1 dd m gc o m p a i l i e sp a ym o r ea n dm o r e a n e n t i o nt ot h ed r u gc a r d i a ct o x i c i 妙m 锄yd m g si n d u c e dq ti n t e r v a lp r o l o n g a t i o n b yd i r e c t l yb l o c k e dt 1 1 e t h er a p i d l ya c t i v a t i n gd e l a y e dr e c t i f i e rp o t 弱s i 啪c u r t e n t ( k r ) b e s i d e s ,o m e rd 1 1 j g sc a i li i l l l i b i tp o t a l s s i u mc h a n l l e lp r o t e i i le x p r e s s i o n ,w h i c h i n d i r e c tr e d u c e 砧1 1 1 d e e d ,m a i l yd 1 1 l g sh a v eb e e nw i 廿l d r a 、硼f r o mn l em a r k e tb y f d ab e c a u s et h e yl e a dt ol o n gq ts y n d r o m ea n dv e n t r i c u l a ra r r h y t h m i a s r e g u l a t o 巧 g u i d e l i n e s 【c p m p 9 8 6 9 6 ( 19 9 7 ) a n di c hs 7 b ( 2 0 0 5 ) 】r e c o m m e n dc o n d u c t i n g p r e c l i n i c a l 砌v 如da n d 砌v f f ms t u d i e st 0d e t e c t t l l e q t - p r o l o n 舀n ge f r e c t sa n d 踟瞪h y t l n o g e n i cp o t e n t i a lo fn e wd m g s t h ei n v e s t i g a t i o no f 砧h 2 u sb e c o m e 被i n d i c a t o rf o rw h e t h e rm ed n l gc a i lc a u s e q ti n t e r v a ip r o l o n g a t i o na 1 1 dp r o a r r h y t i a t h ep r e s e n t 咖d yi st ob u i l du pa n 加 1 ,伽dm e m o dt od e t e c t 也eq t - p r o l o n g i n ge f r e c t sb a s eo ni o nc h a m e lc u r r e n t sa n d p r o t e i ne x p r e s s i o n ,a 1 1 dm e ne v a l u a t ed m g se 廊c t s t 1 1 e 咖d yi sd i v i d e di n t ot h r e e p a n s p a r t1 t bb u i l du pah e r g - h e k 2 9 3c e l lm o d e lb y 仃a n s f e c t e do fh e r gg e n e i n t o 艇k 2 9 3 ,a n db u i l du pas 伽l yt r a n s f e c t e d 舵r g - h e k2 9 3c e l l sl i i l e p a r t2 t 0e v a l u a t et i l e e l e c 仃o p h y s i o g i c a le 虢c t so fc i s 印砌eo nt 1 1 e 砷i d l y a c t i v a t i n gd e l a y e dr e c t i f i e rp o t a s s i 啪c u r r e n t ( ,k r ) e n c o d e db yt i l eh e r gg e n ew i t ha w h o l e - c e np a t c hc l 锄pt e c 王l i q u e ,a n ds m d yt l l ee 腩c t so fc i s 印r i d e0 nt i l eh e r g p r o t e i n 仃a m c 心n gb yw e s t e m b l o ta i l a l y s i s p a n3 t oi n v e s t i g a t et h ee f f e c t so fg u a n f ub a s ea ( g f a ) o nt h e 锄p l i t u d e , c o n c e n t r a t i o na 1 1 dv o l t a g ed e p e n d e n c e ,锄dt h ek i n e t i c so fh e r gc u r r e n t a nh e r g m u t a i l ta tt l l i sp o s i t i o nf 6 5 6 c ,w a sa l s oe v a l u a t e di nt 1 1 i ss t u d y t h eh e r gc u r r e n t w a sm e a s u r e db yt h ew h o l e c e l lp a t c hc l a i i l pm e t h o d t h ee 跪c t so fg f ao nh e r g p r o t e i nt r a 衔c k i n gw e r ei n v e s t i g a t e db yw e s t e mb l o ta n a l y s i s 7 北京协和医学院中国医学科学院 博上研究生学位论文 p a r t1 t h et r a n s f e c t i o no fh e r gg e n ei n t oh e k 2 9 3a n dt h e c e n i f i c a t i o no fh e r gc h a n n e lc u r r e n t sa n dp m t e i n l a b s t r a c t l o b j e c 晰e :t os e tu p 恤h e r g - h e 勉9 3 c e l ll i n eb y 仃a r i s f e c t e dh e r g g e n ei n t o h e k 2 9 3c e l l s ,柚c hc a i le x p r e s st h et l l er 印i d l ya c t i v a t i n gd e l a y e d r e c t i f i e rk _ c 嗽n t 陬r ) a n dh e r gp r o t e i n m e t h o d s :t i l eh e k 2 9 3c e i l s 、v e r et m s i e n tt r a j l s 佗c t e db yt l l ep c d n a 3 o h e i 沁 g e n e 锄dg r e e nf l u o r e s c i i lp r o t e i n ( g f p ) u s i n gl i p o f e c t a m i n e2 0 0 0 ,a n dt h e 垴、;l 傩 m e 2 l s u r c d b yw h o l ec e l lp a t c hc l a n l pt e c l l n i q u e s n l e ns c r e e nb yg 4 18t oa c h i e v e s t a b l et m s f e c t i o n ,a n dt h eh e r gc h a i l l l e lp r o t e i nw a sd e t e c t e db yt h ew e s t e mb 1 0 t a n a i y s i s r e s u l t s :l i p o f e c t 锄i n e2 0 0 0c a n 仃a i l s f e c t e dt h ep c d n a 3 0 一h e r gg e n ei n t h h e k 2 9 3c e l l sa n dt l l et m s i e n tt m s f e c t i o ne 衔c i e n c yw 硒b e t 、v e e n3 0 一7 0 p a t c h c l a m ps t u d yc o n f i m e dt h a th e r gg e n ee x p r e s s e d ,k r g 4 l8c a i lb es u c c e s s m l l y s c r e e n e dh e r g h e k 2 9 3p o s i t i v ec l o n ec e l l s ,m a k i n gm ec e l l ss t a b l ee x p r e s s e d h e r g p r o t e i na n dc a j lb eu s e df o rw e s t e mb l o ts t u d y c o n c l u s i o n s :b o t ht 王1 ep a t c hc 1 锄ps t u d ya n dw | e s t e mb 1 0 ta n a l y s i sp r o v et h a tt h i si s 觚e 俄c t i v em e t h o df o rt m s f e c t i n g 此h e r gg e n ei n t 0h e k 2 9 3a n de x p r e s s i n gt h e h e r gc h a n n e lc u r r e n t sa n dp r o t e i l l 【k e yw o r d s 】h e r gg e n e ; 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h e r gg e n e ;h u m a ne m b q o n i ck i d n e y ( h e k 2 9 3 ) c e l l s 1 0 北京协和医学院中国医学科学院 博上研究生学位论文 前言 q t 间期延长导致尖端扭转室性心动过速是一类恶性的心律失常综合征, q t 间期延长可以是遗传导致,也可以是获得性的,获得性长q t 综合症( l 0 n gq t s y n d r o m e ,l q t s ) 临床更常见,药物所致是获得性l q t s 常见原因,主要表现为 心电图上的q t 间期延长、t 波异常或出现明显u 波,进而可出现反复发作的致 死性室性心律失常,如尖端扭转性室性心动过速,出现晕厥、心脏性猝死等心血 管事件。近年来,人们发现很多药物可以导致q t 延长,严重可诱发室性心律失 常甚至猝死,如心血管药物、抗肿瘤药物、抗生素、抗精神病类药物。事实上, 药物导致的q t 延长已经成为了影响公共卫生安全的重要问题,部分致q t 延长 的药物,如西沙比利、特非那定、阿司咪唑、格帕沙星,已经被迫从市场撤出。 为了指导新药研发、保证用药安全,早在1 9 9 7
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