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目的:研究苦参碱和氧化苦参碱对HERG通道的影响;探讨苦参碱和氧化苦参碱对As2O3引起的HERG通道蛋白转运障碍的拯救作用及其分子机制。 方法:(1)采用全细胞膜片钳技术,在稳定表达HERG基因的HEK293细胞中,研究苦参碱和氧化苦参碱对HERG电流和HERG通道动力学的影响;(2)采用全细胞膜片钳技术,在HERG细胞中研究孵育As2O3、苦参碱和氧化苦参碱24h后对HERG电流的影响;(3)采用全细胞膜片钳技术,在急性分离的豚鼠心室肌细胞中,研究As2O3、苦参碱和氧化苦参碱孵育后对动作电位的影响;(4)采用Spl-decoy技术研究spl与HERG通道蛋白的关系。(5)采用Western blot技术,研究As2O3、苦参碱和氧化苦参碱对HERG通道蛋白及Spl蛋白表达的影响;(6)运用PCR技术研究As2Os、苦参碱和氧化苦参碱对HERG通道mRNA及Spl mRNA的变化。 结果:(1)低浓度苦参碱(1、10μmol/L)和氧化苦参碱(1,10和100μmol/L)都能以浓度依赖性方式促进HERG电流。在0mV,1、10μmol/L苦参碱对尾电流的促进率分别为47.1±4.4%(P<0.01,n=10),72.4μ15.4%(P<0.01,n=10),100μmol/L苦参碱抑制率为35.3±1.2%(P<0.05,n=10)。1,10,和100μmol/L氧化苦参碱对尾电流的促进率分别为28.1±6.1%(P<0.05,n=10),34.5±14.1%(P<0.01,n=10)和51.8±17.1%(P<0.01,n=10)。(2)在HERG通道动力学方面,10μmol/L苦参碱灌流前后,半数激活电压发生显著性变化(灌流前,-4.53±0.54 mV;灌流后,-7.51±0.78 mV;P<0.01);10μmol/L氧化苦参碱灌流后,HERG通道的激活特性发生变化。(V1/2由-3.46±2.6 mV变为-7.41±1.12mV,P<0.01)。10μmol/L苦参碱和氧化苦参碱都没有改变通道稳态失活特性(P>0.05)。在-20 mV~+30 mV电压下,10μmol/L苦参碱和氧化苦参碱都使通道瞬时失活时间常数无明显变化,失活速度不变(P>0.05)。在-60 mV~-30 mV电压下,10μmol/L苦参碱和氧化苦参碱都使通道复活时间常数无明显变化,复活速度不变(P>0.05)。(3)孵育1μM苦参碱或氧化苦参碱24h可以增加HERG蛋白的表达(P<0.05),HERG通道电流也相应增加。(4)5μmol/L As2O3组对HERG通道蛋白有明显的抑制作用(P<0.05),1μmol/L苦参碱或氧化苦参碱能使5μmol/LAs2O3诱导的HERG通道蛋白运输障碍表达增加。孵育As2O324h后显著降低了HERG尾电流,抑制率54.7%,而1μmol/L苦参碱或1μmol/L氧化苦参碱孵育后能够缓解电流的减少。拯救率分别为:31.5%和65.5%。(5)在HERG-HEK细胞内,单独转染Spl质粒能够增加HERG通道蛋白的表达(P<0.05),Spl-decov结果显示HERG通道蛋白的表达减少(P<0.05)。(6)1μmol/L苦参碱或氧化苦参碱可以增加Spl在HERG-HEK细胞内的表达(p<0.01)。同时增加HERG及spl的mRNA表达(P<0.05)。(7)As2O3能够抑制Spl在HERG细胞内的表达(P<0.05),当As2O3与苦参碱或氧化苦参碱共孵育后能够增加As2O3引起的Spl减少(P<0.05)。(8)孵育As2O3显著的延长豚鼠心肌细胞APD,APD50和APD90分别由给药前448.8±29.1ms,470.7±19.3ms延长到893.7±49.2 ms,917.4±49.1 ms(P<0.05)。1μmol/L苦参碱可以显著的缩短由三氧化二砷导致的APD延长,APD50和APD90缩短到215.0±31.7ms,239.4±34.5ms(P<0.05)。1μmol/L氧化苦参碱可以显著的缩短由三氧化二砷导致的APD延长,APD50和APD90缩短到555.0±42.7ms,569.7±41.5ms(P<0.05)。 结论:苦参碱和氧化苦参碱均能促进HERG通道的开放,而不影响通道的关闭和失活。As2O3抑制HERG通道的表达主要是通过抑制HERG细胞内转录因子Spl蛋白的表达,从而引起HERG通道功能障碍。苦参碱或氧化苦参碱孵育24h后,上调了细胞内Spl的含量,从而能够拯救As2O3所引起的HERG通道功能障碍,这为今后,应用苦参碱或氧化苦参碱治疗由于HERG通道功能障碍引起LQTS提供了理论基础。