海洋生物制药-中药与海洋药物实验室.ppt

主讲人： 许东晖 梅雪婷 中山大学生命科学学院 中药与海洋药物研究室 当代新药研究的新思路 目前，美国、德国、日本等国家利用人类基因组计划的必威体育精装版研究成果，将人类重大疾病相关基因克隆于体外细胞表达系统，直接用以快速筛选评价受试物的药理作用。由于直接采用人类疾病相关基因进行药物筛选，可明确活性物质的作用位点和机理，同时可保持药物筛选结果与临床实验的相对一致性，大大降低临床实验的风险性。 因此，由于绝大部分陆生的动植物活性成分已获得筛选，科学家转向从海洋生物或原始森林中寻找药用活性成分。美国、欧盟等国家已对红海、地中海等海域的海洋生物进行药物筛选，现对开始转向南海海域的海洋生物资源活性物质的筛选。由于我国对海洋生物资源的保护政策，外国同行主要从越南、菲律宾等国获得南海海洋生物样品，进行快速高效的药物筛选，对具有开发价值的活性物质及结构进行专利保护。 钾离子通道与心血管疾病 生物膜电位是可兴奋细胞膜内外侧电位的电位差。电位差是由于细胞膜对某些离子的选择性通透而产生的。其静息膜电位一般为-60~-90mV，膜内带负电荷呈负极性。 1902年伯恩斯坦（Bernstein）提出神经细胞膜对K+离子有选择性通透的“膜学说”。1952年霍奇金运用电压钳法研究枪乌贼巨大神经纤维上对神经膜在静息和动作电位的离子机制，表明神经膜在静息时仅允许K+从膜内流出，活动时仅允许Na+流进膜内，提出并验证了“钠离子通道学说”。 1955年卡斯特罗对神经－肌肉接头突触传递过程的研究发现：突触后膜终板电位发生，是由于神经递质乙酸胆碱（ACh）作用于终板膜上受体的结果，从而确认了受体化学递质调控的通道。 1973年和1974年阿姆斯特郎和凯恩斯分别在神经轴突上测量到与离子通道开放相关的膜内电荷运动，称为门控电流，确认了离子通道的开放与膜中离子运动的关联性。 电压钳（Voltage clamp）技术：将玻璃微电极插入细胞内，施加一跨膜电压并把膜电位固定于某一数值，即可测定该膜电位条件下离子电流随时间变化的动态过程。利用药物或改变细胞内外的溶液成分，使其它离子通道失效，则可测定被研究的某种离子通道的功能性参数，并能测量和分析通道的门控电流的特性。 膜片钳（Patch clamp）技术：又称单通道记录技术。用特制玻璃微吸管吸附于细胞表面，使之形成10~100G?的密封（Gigaseal），被孤立的小膜片面积为?m2量级，内中仅少数离子通道。然后对该膜片实行电压钳位，可测量单个通道开放产生的pA（10-12A）量级电流。通过观测单个通道开放和关闭的电流变化，可直接得到各种离子通道开放的电流幅值分布、开放机率、开放寿命分布等功能参量，并分析它们与膜电位、离子浓度等之间的关系。还可将吸管吸附的膜片从细胞膜上分离出来，以膜的外侧向外或膜的内侧向外等方式进行实验研究。 膜电位变化的异常导致心律改变，发生心动过速、心律过缓或不齐，统称为心律失常（Arrythmia）。心律失常可分为快速型和缓慢型两类。心律失常均指快速型心律失常，包括心房扑动、心房纤维性颤动、阵发性室上性的心动过速、室上心动过速和过早搏动等。 室性心律失常的主要危险是室颤，下列因素参与它的形成：(1)心律失常；(2)心肌缺血；(3)心功能不全；(4)神经因子及电介质不平衡。当心肌缺血时，它在心肌微循环内形成梗塞，加重缺血损害及诱发心律失常。 室颤在本质上是由于心肌离子通道的病变，使各个心肌纤维的电活动由同步现象转化为去同步现象，这一过程可能与胞内信息传递系统的改变相关。 抗心律失常药根据对心肌电生理的影响和作用机制，可分类4类：I类药物能阻断心肌细胞膜快的通道，抑制4相Na2+内流，降低自律性，不同程度地减慢0相除极和减慢传导。 II 类药物能阻断心脏的?受体，对抗儿茶酚胺类对心脏的作用，降低窦房结、房室结和传导组织的自律性，减慢传导，延长APD和ERP。 III 类药物主要阻滞心肌钾通道，延长心房肌、心室肌及传导组织的APD和ERP，对自律性无明显影响。 IV 类药物主要阻滞心肌慢钙通道，抑制胞外Ca2+内流，能减慢房室结的传导，消除房室结的折返。 延长 (APD及ERP)的药物，可控制心律失常，这些药物均可阻断钾通道。钾通道的种类很多，大致可分为二大类： (1) 电压依赖性钾通道 瞬时外向钾电流（Ito）：在去极化电流如INa使膜电压改变后，即刻引起Ito出现AP的I相。Ito有2个组分。Ito1，持续时间较短，对4-AP（4-aminopyrine，4-氨基吡啶）敏感。Ito2持续时间较长，为钙所激活。Ito的增强，复极过程加速。相反Ito被抑制，则复极过程延迟。Ito1的相关基因已被克隆出Kv1.2，Kv1.4，Kv2.1，Kv4.2。在病变心脏中，这一钾电流家族的mRNA表达有