高通量筛选人源电压敏感钠通道相互作用多肽

Voltage-gated sodium channel (VGSC) is linked to many diseases and it is considered as an important target for the peptide drug development and design. However, the procedure of the research and development (R&D) of this kind of peptide is very slowly and expensive. One main rate-determining step is hard to identify relative bioactive peptides efficiently, which is costly and time-consuming. Our project, using Yeast-Two-Hybrid assays, is set out to high throughput screening the random peptide library possessing inhibitor cysteine knot motif (ICK motif) for identifying the peptides which might be interacting with human VGSC subtypes (hNav1.5 or hNav1.7). The identified peptides will be further hetero-expressed and tethered on the surface of Xenopus laevis oocytes to analyze its’ electrophysiological characterizations and interacting sites using the two-electrode voltage clamp assays. In this project, we will not only to obtain several potential medicinal value peptides, moreover, we can also develop and refine an effective solution for accelerating identification VGSC interacting peptides which can greatly benefit the R&D of this kind of peptide drugs.

由于电压敏感钠通道（VGSC）与多种疾病有着密切的联系，因此它是相关多肽药物开发的重要靶点，但是这类多肽药物的开发过程却十分缓慢和昂贵，其中一个最主要的原因就是活性多肽的有效鉴定。为了加速这一过程，本项目拟依托酵母双杂交筛选平台以及具有抑制剂半胱氨酸结结构（ICK模体）的随机多肽文库，以高通量的方式来初步筛选出潜在的能够与人源电压敏感钠通道亚型（hNav1.5和hNav1.7）相互作用的多肽，最后利用多肽细胞膜上展示技术与电压钳实验快速地进一步确认多肽活性，并对其进行相关电生理研究。本项目的开展不但能够获取若干具有潜在药用开发价值的多肽，更重要的是能发展并完善一种加速获得电压敏感钠通道相互作用多肽的方法，为相关药物开发提供有力支撑。

由于电压敏感钠通道（VGSC）与多种疾病有着密切的联系，因此它是相关多肽药物开发的重要靶点，但是这类多肽药物的开发过程却十分缓慢和昂贵，其中一个最主要的原因就是活性多肽的有效鉴定。为了加速这一过程，本项目将酵母双杂交筛选、多肽细胞膜上展示技术、电压钳实验三者相结合的方式快速地确认多肽活性，并对其进行相关电生理研究。本项目构建了5个非常独特的随机多肽文库以供酵母双杂交系统筛选，该随机多肽文库具有抑制剂半胱氨酸结结构（ICK模体）。项目同时构建了人源hNav1.5与hNav1.7的全部S3-S4膜外区诱饵质粒，共计8个。通过多轮次的反复筛选及验证，我们从22条候选序列中筛选到两个序列（命名分别为1.7-Neo-a-03和1.7-Neo-a-05）并研究较为深入。其中，1.7-Neo-a-03对hNav1.7及hNav1.5通道有较弱的抑制作用（IC50=5 µM）；同时该序列在10 µM对rNav1.4和rNav1.3基本无作用。1.7-Neo-a-05浓度在5 µM时，却对电压敏感钠通道1.3、1.4、1.5、1.7均有明显作用。虽然暂时没有筛选到活性非常高的多肽序列，但是本项目确定了该高通量筛选方法的可行性，随着筛选平台的优化，相信其筛选到靶点确定的高活性多肽的时间也比现有传统方法短。本项目的开展不但能够获取若干具有潜在药用开发价值的多肽，更重要的是能发展并完善一种加速获得电压敏感钠通道相互作用多肽的方法，为相关药物开发提供有力支撑。