HCN通道:生物学特性及疼痛相关作用

脊椎动物的超极化激活环核苷酸门控通道(hyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gated channels,HCN通道)具有反向电压依赖性,其开放依赖细胞表面的超极化。HCN在机体各组织的分布和数量及开放状态存在差异。HCN通道的开放受到cAMP及其它物质或信号传导通路直接或者间接的调控。HCN及其介导的Ih/If电流可以影响细胞膜静息电位,控制神经元兴奋性、突触电位和突触传递并在调节心律等方面起到重要作用,并且参与了疼痛等生理或病理过程的调控。部分药物可以通过对HCN通道的作用治疗疼痛等相关疾病。本文将从HCN通道的结构、分布、调控、在疼痛及其它相关疾病中起到的作用等方面对近年来HCN通道研究的新发现进行回顾和综述。     

拉莫三嗪对GHB 致失神发作大鼠脑内HCN1、HCN2表达的影响

目的:观察拉莫三嗪对γ-羟丁酸(GHB)致失神发作大鼠脑电及脑内超极化激活环核苷酸门控阳离子通道(HCN)的亚型HCN1、HCN2表达变化的影响,探讨拉莫三嗪抗失神癫痫的可能作用机制。方法:健康成年雄性SD大鼠,随机分为空白对照组,模型组,拉莫三嗪治疗组(低剂量组为8 mg/(kg·d)、中剂量组为12 mg/(kg·d)、高剂量组为24 mg/(kg·d)),每组7只。空白对照组及模型组每日应用0.25%的甲基纤维素钠溶液灌胃,治疗组每日应用0.25%的甲基纤维素钠溶液配制的浓度为2 mg/mL的拉莫三嗪混悬液灌胃。手术埋置皮层脑电电极。腹腔注射GHB的前体γ-丁内酯(GBL)200 mg/kg制作大鼠失神发作模型,并监测脑电。免疫组化法检测皮层HCN1及丘脑HCN2的表达。结果:皮层脑电图拉莫三嗪治疗组比模型组失神发作的潜伏期延长,最高波幅降低(P0.05)。模型组皮质HCN1比空白对照组表达减少,而拉莫三嗪高、中剂量组皮质HCN1比模型组表达增加(P0.05)。模型组丘脑HCN2表达减少,与空白对照组及治疗组相比,差异有统计学意义。结论:拉莫三嗪可以改善GHB致失神发作模型脑电图的异常表现;拉莫三嗪抗失神癫痫作用可能与调节HCN表达有关。     

超极化激活的环核苷酸门控通道（HCN 通道）抑制剂的研究进展

超极化激活的环核苷酸门控通道(HCN通道)有四个亚型,分别为HCN1-4。HCN通道各亚型之间的基本结构相似,在许多组织中均有表达,其中以大脑和心脏组织中表达最为丰富。HCN通道既参与所在组织的正常生理功能,也与所在组织的病理状态密切相关。如神经损伤引起的神经源性疼痛常检测到HCN1通道表达量的增加,肥厚性心肌病和终末期心力衰竭等病理状态下常检测到心室肌细胞HCN4 mRNA及HCN2 mRNA表达增加。鉴于HCN通道与许多疾病密切相关,因此,以其为靶点来治疗相关疾病成为可能,但是由于HCN通道分布广泛,而目前该通道阻滞剂均为非选择性亚型抑制剂,临床应用时不可避免的引起副反应,因此发展选择性HCN通道亚型抑制剂就显得刻不容缓。本文就HCN通道抑制剂的研究发展做进一步探讨。     

综述与专论：甘丙肽对抑郁症状的调控作用及其机制的研究进展

甘丙肽(galanin, GAL)作为治疗抑郁症的可能靶点被关注已久,但目前仍未有广泛应用的GAL类抗抑郁药物。GAL可与3种G蛋白偶联受体(GalR1～3)结合,GalR1和GalR3介导促进抑郁的作用,GalR2介导抗抑郁的作用。GAL的N端有生物活性的片段GAL (1-15),通过其受体GalR1-GalR2异聚体(heteromer),介导比GAL更强的调节抑郁效应。GAL (1-15)还可以通过GalR1-GalR2异聚体与5-羟色胺1A受体(5-HT1AR)相互作用形成GalR1-GalR2-5-HT1AR异聚体的方式,加强5-HT1AR激动剂的抗抑郁效果。此外,GAL及其受体还与去甲肾上腺素、神经肽Y、脑源性神经营养因子、多巴胺等递质或因子交互作用调节抑郁。本文梳理GAL及其受体对抑郁的调节作用及其可能机制,并对以GAL及其受体为靶点开发的药物应用于临床治疗抑郁症的可能性进行探讨。     

甘丙肽对抑郁症状的调控作用及其机制的研究进展

甘丙肽(galanin, GAL)作为治疗抑郁症的可能靶点被关注已久,但目前仍未有广泛应用的GAL类抗抑郁药物。GAL可与3种G蛋白偶联受体(GalR1~3)结合,GalR1和GalR3介导促进抑郁的作用,GalR2介导抗抑郁的作用。GAL的N端有生物活性的片段GAL (1-15),通过其受体GalR1-GalR2异聚体(heteromer),介导比GAL更强的调节抑郁效应。GAL (1-15)还可以通过GalR1-GalR2异聚体与5-羟色胺1A受体(5-HT1AR)相互作用形成GalR1-GalR2-5-HT1AR异聚体的方式,加强5-HT1AR激动剂的抗抑郁效果。此外,GAL及其受体还与去甲肾上腺素、神经肽Y、脑源性神经营养因子、多巴胺等递质或因子交互作用调节抑郁。本文梳理GAL及其受体对抑郁的调节作用及其可能机制,并对以GAL及其受体为靶点开发的药物应用于临床治疗抑郁症的可能性进行探讨。     

HCN 通道在神经系统中的分布及功能

超极化激活的环核苷酸门控的阳离子通道(hyperpolarization activated cyclic nucleotide gated channels,HCN),分为四个亚型:HCN1、HCN2、HCN3和HCN4。关于其在神经系统中作用的研究有很多,但是有些研究的结果似乎是矛盾的,这些矛盾的结果可能与其分布特点有关。在神经系统中,HCN通道的各个亚型的分布具有差异,这决定了其作用的差异性,因此在不同区域有其特定的生理功能。本文从不同脑区、脊髓及外周DRG等方面综述了HCN通道4个亚型在神经系统的分布,并且针对具体组织、核团分析其作用和生理功能。     

平滑肌内向整流钾通道(K_(IR))

平滑肌内向整流钾通道在维持和调节细胞膜电位中发挥重要作用,并可能成为新的治疗靶点.综述了其分子学基础、电生理特性、生理功能和调控机理等研究进展.     

β淀粉样蛋白的分泌酶与阿尔采末病的治疗

β淀粉样蛋白(Aβ)级联反应在阿尔采末病(AD)发病过程中起主要作用,Aβ由分泌酶中的β和γ分泌酶水解β淀粉样蛋白前体蛋白(APP)而来。本文综述了参与APP水解的三种分泌酶(α、β和γ)的发现、研究进展及其在调节β淀粉样蛋白过程中的作用。选择性地激活α分泌薄或抑制β和γ分泌酶格减少Aβ产生,为AD治疗提供新的研究思路,以分泌酶为靶点可能成为治疗AD的理想途径。     

多巴胺受体与谷氨酸NMDA受体/A型γ-氨基丁酸受体的相互作用

A型γ-氨基丁酸受体(type Aγ-aminobutyric acid receptor,GABAA_R)和N-甲基-D-天冬氨酸受体(N-methyl-D-aspartate receptor,NMDAR)分别是中枢神经系统中主要的抑制性和兴奋性受体。共同表达在突触区的受体之间在功能上相互调节、相互影响,即受体相互作用。中枢神经系统中GABA_AR和NMDAR之间既可表现为相互抑制,也可表现为相互增强,受体相互作用的深层次机制尚不明确,目前认为可能的机制有:(1)通过第二信使作用;(2)通过受体转运作用;(3)受体间直接接触作用;(4)通过第三方受体介导的作用等。多巴胺是大脑中含量最丰富的儿茶酚胺类神经递质,其相应的受体,多巴胺受体(dopamine receptor,DR)可以激活多种信号转导途径。DR分别与NMDAR/GABA_AR的相互作用已有不少报道,然而由受体介导受体相互作用的机制仍鲜有研究,提示研究中枢神经系统中DR介导NMDAR与GABAA_R相互作用具有非常重要的意义。本文就DR与NMDAR、GABAA_R相互作用的相关机制及研究进展作一综述,以期为进一步阐明DR介导的NMDAR与GABAA_R相互作用提供基础参考。     

人HCN4通道的滞后现象:影响窦房结起搏的潜在决定因素(英文)

超极化活化环核苷酸门控(hyperpolarization-activated cyclic-nucleotide-gated,HCN)通道参与调制心脏跳动的节律和速率。与HCN1和HCN2有所不同,慢通道HCN4可能不存在电压依赖的滞后现象。本研究采用单细胞膜片钳方法,在稳定转染hHCN4的HEK293细胞上进行电生理记录,观察hHCN4通道是否存在滞后现象,以及cAMP对其的调制作用;同时采用实时定量RT-PCR方法检测窦房结和心房组织中HCNs的表达。电压钳实验结果显示hHCN4电流(Ih)激活随着保持电位超极化的变化而向去极化方向移动。三角电位变化钳(triangular ramp)和动作电位钳的结果也显示了hHCN4的滞后现象。cAMP增加Ih电流幅度,且使电流激活向去极化方向移动,从而改变内源性hHCN4滞后行为。RT-PCR结果显示,人窦房结组织主要表达HCN4,占75%,HCN1占21%,HCN2占3%,HCN3占0.7%。以上结果提示,人窦房结组织主要表达HCN4亚型,hHCN4的Ih存在电压依赖性的滞后现象,且受cAMP调制。由此推断,hHCN4通道的滞后现象可能在窦房结起搏活动中起到了关键作用。     

PPARγ辅调节因子与脂代谢关系的研究进展

代谢综合征包括脂代谢异常、向心性肥胖、胰岛素抵抗和2型糖尿病等多种代谢异常疾病,严重威胁着人们的健康和生活质量。PPARγ的辅调节因子通过调控PPARγ介导的基因转录参与脂代谢调节,其中PGC-10c通过调控PPARγ介导的下游靶基因的转录等环节,参与调节多种脂代谢通路;SMRT、TRAP和JHDM2a也通过不同的机制调节PPARγ介导的基因转录,参与脂代谢调节。     

基于网络药理学和GEO数据研究五苓散治疗视网膜脱离的分子机制

目的 探讨五苓散治疗视网膜脱离(RD)的潜在分子机制。方法 寻找五苓散治疗RD的特异性靶点并构建分析网络,进行基因本体分析和通路富集分析。对五苓散和RD作用靶点进行分子对接,并使用GEO数据对作用靶点进行验证。结果 构建的分析网络包含5种药物成分(51种入血活性成分和1 023个靶点)和1种疾病(RD靶点85个)。根据GEO数据,14个交集靶点中的PFN1、RAC1、ERBB2和MTOR与对照组相比表达具有显著差异,分子对接显示MTOR与药物结合能力最强。结论 本研究初步验证了五苓散可能通过调节MTOR、PI3K-Akt和HIF-1等相关通路参与RD的治疗,为进一步研究提供了理论基础。     

黄芪建中汤下调TLR-2、p-NF-κB表达治疗消化性溃疡的效应及机制研究

本研究结合网络药理学、生物信息学与动物实验探究黄芪建中汤(HQJZD)治疗消化性溃疡(PU)的疗效与机制。运用中药系统药理学数据库和分析平台检索出HQJZD主要活性成分110个,预测靶点943个;基于疾病数据库TTD、OMIM、GAD、DrugBank、Pharm GKB共检索到与PU发病密切相关的靶点157个。运用Cytoscape筛选出HQJZD治疗PU的特异性靶点417个,GO和KEGG结果显示HQJZD可能通过调控Toll样受体、NF-κB、JAK-STAT、MAPK等信号通路介导的炎性反应发挥治疗效应。PU脾胃虚寒证大鼠胃黏膜的HE染色、酶联免疫吸附试验和免疫荧光染色结果表明,HQJZD低、高剂量组均能有效修复PU脾胃虚寒证大鼠的胃黏膜组织病理学损伤,显著升高PGE₂及NO含量(P<0.01),显著降低TLR2和p-NF-κB蛋白表达水平(P<0.05)。综上所述,HQJZD治疗PU具有多成分、多途径、多靶点的特点,其机制可能与调节PGE₂、NO等炎症因子水平,调控NF-κB信号通路和Toll样受体信号通路有关。     

Sirtl在免疫调节中的研究进展

沉默信息调节因子1(Sirt1),属于Ⅲ类组蛋白去乙酰化酶,是依赖于NAD+的去乙酰化酶,具有高度保守的催化结构域,通过对多种底物进行去乙酰化作用在机体内参与一系列生物学活动.Sirt1去乙酰化调节多种转录因子活性,介导包括细胞凋亡、自噬、代谢、蛋白质内稳态、炎症等多种功能.近年研究发现,Sirt1在免疫调节中也具有重要作用,Sirtl可调节巨噬细胞功能,参与T细胞增殖、分化,在维持T细胞耐受中也具有一定作用,Sirt1还可能通过CD38介导的相关途径调节B细胞功能.大量文献报道多种疾病的发生与Sirt1活性水平有关,Sirt1活性受损可增加炎症和自身免疫性疾病的发生.本文通过综述Sirtl对NF-κB、AP-1信号通路的调节机制,来明确Sirt1在天然免疫和获得性免疫应答中的作用,为临床治疗自身免疫性疾病提供理论依据和可能的治疗靶点.     

ABCA1的胞内运输及功能研究新进展

三磷酸腺苷结合盒转运体A1(ABCA1)具有介导细胞内脂质流出,维持细胞脂质稳态的功能．新生的ABCA1必须经过胞内运输和各种化学修饰等过程,最终成为具有功能的成熟转运体,才能行使其转运脂质的功能,因此,ABCA1在胞内的运输过程和正确质膜定位对其介导胆固醇流出的功能至关重要．目前ABCA1相关研究主要集中于脂质转运方面,并提出各种胆固醇流出机制的模型,如通道转运模型、蘑菇状突起模型和胞吞-胞吐转运模型等．最近研究显示,ABCA1还具有调节质膜脂筏结构、参与免疫和炎症调节等新功能．本文主要针对ABCA1的胞内运输过程以及各种功能做一综述,以期为动脉粥样硬化相关疾病提供新的治疗靶点和途径．     

抗体介导的慢性排斥反应中内皮细胞基因的变化及分子机制

目前,抗体介导的慢性肾移植排斥反应难以预测,尚无有效的治疗方法。研究表明,通过对内皮细胞相关基因的分析,可以提高抗体介导的慢性肾移植排斥反应术前及术后的诊断特异性。该病的发病机制主要包括四个方面：（1）血小板在内皮细胞附近聚集凝固能力增强;（2）内皮细胞趋化炎性细胞作用增强;（3）干扰素-γ（IFN-γ）杀伤作用增强：（4）内皮修复再生能力降低。基因分析结合抗体分析有助于深化理解抗体介导的肾移植排斥反应的发病机理、提高诊疗效果、为新药开发提供新靶点,使肾移植成功率大幅提高成为可能。该篇综述将就上述内容作一介绍。     

基于网络药理学的七首复方治疗溃疡性结肠炎的作用机制研究CSCD

利用网络药理学和生物信息学技术分析《溃疡性结肠炎中医诊疗专家共识意见》(2017)七首中医经典复方治疗溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC)的作用机制,以筛选治疗UC的潜在共有的重要成分、靶点及通路,同时分析每首复方独有的重要成分、靶点及通路,并对重要证型脾肾阳虚型UC的重要靶点进行实验验证。通过网络药理学方法,筛选出7首中医经典复方的4个共有重要成分、42个共有重要靶点、30个独有重要成分、14个独有重要靶点;KEGG通路分析显示,共有重要靶点主要涉及炎症与疾病相关通路;每首复方独有通路主要涉及HIF-1、T细胞受体等炎症相关通路以及阿尔茨海默病等疾病相关通路;采用AutoDock vina对重要成分和重要靶点进行分子对接验证;采用“饮食失节+劳倦过度+番泻叶灌胃+葡聚糖硫酸钠”建立病证结合的大鼠脾肾阳虚型UC模型,灌胃给予附子理中丸混悬液(1.2 g/kg)21 d后,采用ELISA验证其重要靶点。结果表明,附子理中丸能显著降低脾肾阳虚型UC模型大鼠血清中肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)水平(P<0.001)。本研究初步提示了七首经典复方治疗UC的潜在共性作用机制为消除炎症、调节免疫、调节细胞凋亡及抗癌等作用;附子理中丸可以调控TNF、IL-6等重要靶点,发挥治疗脾肾阳虚型UC的作用,其机制可能与调控T细胞受体等炎症通路相关;β-谷甾醇、豆甾醇、白桦脂酸、山柰酚等参与不同UC中医证型的治疗,为治疗不同UC中医证型的潜在药物发现及临床精准治疗提供参考,也为UC辨证分型的潜在特异性评价指标提供新思路。     

基于网络药理学分析芪贞元丹治疗动脉粥样硬化的作用机制*

目的: 基于网络药理学方法,探究中药复方芪贞元丹治疗动脉粥样硬化(AS)潜在的作用靶点和分子机制。方法: 查找TCMSP数据库,获得中药复方芪贞元丹中黄芪、女贞子、延胡索、丹参的活性成分和靶点,在OMIM等数据库中检索AS的靶点,使用Cytoscape绘图工具构建分子网络;检索STRING数据库并绘制PPI网络图,获取芪贞元丹治疗AS的关键靶点;并上传至Metascape数据平台对其进行GO和KEGG分析。结果: 芪贞元丹与AS有交集靶点118个,作为干预AS的作用靶点。芪贞元丹对抗AS可能与细胞因子介导、细胞因子受体结合等GO过程相关。KEGG富集结果显示155条通路与AS相关,主要涉及PI3K-Akt、HIF-1、NF-κB通路和炎症性肠病相关通路。结论: 通过网络药理学实验初步揭示芪贞元丹复方治疗AS的作用机制,复方中的槲皮素、山奈酚等活性成分作用于IL-6、PI3K-Akt等靶点,通过抗细胞凋亡、抑制氧化应激、抑制炎症反应等发挥抗AS作用,证明芪贞元丹复方治疗AS是多成分、多靶点、多途径协同作用的过程。     

HCN通道在爪蟾卵母细胞中的功能表达

目的:建立爪蟾卵母细胞表达的HCN通道的细胞模型,研究其生物学特性,并为药物评价建立细胞模型。方法:将HCN1及HCN2的互补DNA(c DNA)体外转录为互补RNA(c RNA)后,分别注射至去除滤泡膜的非洲爪蟾卵母细胞中,表达1~3 d后采用双电极电压钳技术记录其电流。结果:在爪蟾卵母细胞表达的HCN1及HCN2通道的同聚体细胞模型上,记录到了超极化激活的内向阳离子电流,此电流被称为Ih电流,可被HCN通道特异性阻断剂Cs Cl所阻断;在1 mmol/L的Cs Cl作用下,HCN通道产生的电流幅度显著减小,在-140 m V水平,HCN1电流幅度减少率为83.4%±9.5%(n=5,P0.001),HCN2产生的电流幅度减少率为99.7%±0.6%(n=4,P0.001)。结论:建立了表达HCN1及HCN2通道的爪蟾卵母细胞模型,为研究HCN通道生物学特点以及药物评价奠定了基础。     

神经病理性疼痛增强HCN2通道在大鼠触液核的表达

本文旨在研究超极化激活环核苷酸门控通道亚型2(hyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gated channels subtype2,HCN2)在触液核的分布及其在神经病理性疼痛条件下的表达变化,以期为揭示触液核的生物学功能及神经病理性疼痛的调控机制提供实验依据。以Sprague-Dawley(SD)大鼠为实验动物,用坐骨神经慢性压迫损伤(chronic constriction injury,CCI)法制作神经病理性疼痛模型,用侧脑室注射辣根过氧化物酶标记的霍乱毒素B亚单位复合物(CB-HRP)特异性标记触液核神经元,用热缩足潜伏期及机械缩足阈值作为定量指标研究痛行为,用免疫荧光法及Western blot检测触液核HCN2通道蛋白及c-Fos蛋白的表达量。结果显示,与正常大鼠相比,接受侧脑室CB-HRP注射的大鼠痛阈及触液核HCN2、c-Fos表达均无明显变化;而CCI术后第7、14天,神经病理性疼痛模型大鼠痛阈显著下降,且触液核神经元的HCN2通道蛋白及c-Fos蛋白的表达显著增加。使用HCN2阻断剂ZD7288后,CCI致痛大鼠痛阈显著提高,触液核神经元HCN2通道蛋白及c-Fos蛋白的表达较相应时间点模型组显著降低,以术后第7、14天为明显。以上结果提示,触液核可能参与了神经病理性疼痛的调制,且通过HCN2通道发挥重要作用。