基于HERG钾通道靶向性研究中药拯救LQTS的机制和调控位点

长QT综合征是心源性猝死发生的危险因素，但缺乏有效的防治手段及药物。HERG基因编码Ikr通道的α亚基，参与APD形成，其功能丧失或减弱会诱发LQTS，导致猝死。前期实验证实miRNA调控HERG通道介导的糖尿病性LQTS的发生，基于此我们将探讨miRNA在As2O3及普罗布考等诱发的HERG通道蛋白运输缺陷中的调控作用，揭示获得性LQTS发生miRNA机制，建立以miRNA为靶点的防治acLQTS平台。中药因具有多靶点作用，其开发利用价值得到公认和重视，在此领域我们具备多年工作积累，在此基础上我们拟研究白藜芦醇、苦参碱类等中药拯救HERG蛋白运输缺陷及acLQTS作用，比较不同结构类型药物拯救作用的机制和特点，确定中药拯救HERG通道位点，阐明中药与通道蛋白相互作用的构效关系，提出中药拯救LQTS的理论和规律。该研究对研发有效防治LQTS和心源性猝死且具有自主知识产权中药提供原创性工作。

长-QT间期延长综合征（LQTS）是与心肌离子通道功能异常有关的离子通道病，是引起心源性猝死的危险因素。HERG基因编码Ikr通道的α亚基，参与APD形成，其功能障碍会诱发2型-LQTS，导致猝死。很多药物因抑制hERG/Ikr通道导致QT间期延长，药物诱发的LQTS称获得性LQTS（acquired LQTS，acLQTS)。至目前为止，超过160个药物因抑制hERG/Ikr通道引起LQT2，但其诱发机制仍不清楚，并缺乏有效的防治措施。基于此我们应用miRNAs芯片筛查及qRT-PCR技术探讨了miRNA在As2O3等诱发的HERG通道蛋白运输缺陷中的调控作用，As2O3通过NF-κB-miR-21-Sp1信号通路，抑制转录过程，导致hERG蛋白表达减少，揭示获得性LQTS发生miRNA机制。应用激光扫描共聚焦显微镜技术及Western Blot技术在hERG-HEK细胞系测定As2O3、普罗布考引起的hERG通道蛋白抑制的细胞内机制及作用靶点，研究首次证实核转录因子Sp1可以与hERG基因结合并调控其转录过程，As2O3、普罗布考通过抑制Sp1蛋白表达途径进而抑制hERG基因表达及膜蛋白表达，转录因子Sp1蛋白成为药物诱发获得性LQTS的重要调控靶点；在此基础上我们探讨了中药的靶向拯救作用，研究结果证实苦参碱类生物碱通过Sp1途径逆转As2O3、普罗布考诱发hERG通道蛋白表达缺陷。进一步研究显示As2O3干扰胞内HERG蛋白转运过程，激活内质网应激过程，促进了hERG蛋白在胞浆内的降解，白藜芦醇可逆转此过程。普罗布考通过SGK1-Nedd4-2信号通路抑制hERG通道蛋白表达和hERG电流，而卡巴胆碱通过增加Nedd4-2的磷酸化水平，逆转普罗布考引起的hERG蛋白抑制作用。我们又一研究发现小檗碱可干扰hERG蛋白运输及膜稳定性而影响hERG通道蛋白表达，并且延长心室肌细胞APD及豚鼠QTc间期，揭示了小檗碱有可能产生致心律失常的心脏毒性。上述研究对研发有效防治LQTS和心源性猝死且具有自主知识产权中药提供原创性工作。有关药物诱发获得性LQTS的更深入和广泛的机制及中药靶向逆转作用还在进一步研究中，有待新的突破。本课题共发表SCI收录文章11篇，其中英文综述一篇，发表中文综述一篇，获省科学技术二等奖（自然类）一项。