CFTR氯离子通道可能是降压中药的作用靶点之一

论文摘要

囊性纤维化跨膜转运调节因子（cystic fibrosis transmembrane conductance regulator ,CFTR）是一种受cAMP激活的Cl–通道蛋白,属于ABC大家族中的一个成员,CFTR在所有与分泌和吸收有关的组织的上皮细胞顶膜上表达。对于跨上皮细胞的盐类运输、液体流动和离子浓度调节等都具有重要的决定作用。最新研究发现,CFTR还在血管平滑肌上表达,对机体血压调节具有重要意义。CFTR蛋白活性与许多病理生理现象密切有关,CFTR功能障碍可导致遗传性疾病囊性纤维化（CF）,还与慢性特发性胰腺炎、干眼病、习惯性便秘密切相关。CFTR活性过高则可导致多囊肾病、分泌型腹泻等疾病。因此CFTR作为重要疾病的药物靶点地位受到了极大关注。近年来,从组合化合物库中筛选到多种能够促进CFTR通道开放的激活剂,这些激活剂在研究CFTR结构与功能之间关系、探讨CF发病机理等方面发挥了重要作用。但是由于对潜在的生物安全性担忧,国际上对这些合成小分子在临床的应用持极端审慎的态度。寻找CFTR天然小分子激活剂是相关领域研究的热点问题之一。在结构多样、数量庞大的天然化合物中更容易筛选到对特定药物靶点发挥调节作用的高效活性物质,以天然化合物为先导化合物开发新药也是近几年新药开发的热点。本文利用荧光细胞测定模型对386种中药单体化合物进行了筛选,获得了104种新结构的CFTR氯离子通道激活剂,进而结合短路电流测定实验及单粘膜下腺体液体分泌速度测定实验等手段对具有降压活性的化合物香豆素类、木犀草素、白鲜碱等进行了系统的分子药理学研究。结果显示它们具有激活CFTR氯离子通道活性。上述活性具有作用迅速、可逆、并且需要生理水平的cAMP等特点。研究还发现蛇床子素、木犀草素和白鲜碱对野生型和?F508突变型CFTR也具有激活作用,蛇床子素对G551D突变型CFTR无激活作用。首次发现了蛇床子素能以每秒3.33x10-10nl的速度高效率地促进小鼠气管单个粘膜下腺体液体的分泌及大鼠肠粘膜中氯离子转运,其上述活性均能被CFTR特异性抑制剂彻底阻断。此外,初步研究结果表明蛇床子素、木犀草素,白鲜碱可能是通过直接与CFTR蛋白相互作用发挥激活活性的。推定CFTR可能是一些降压药物的作用靶点之一。本研究为进一步探讨降压中药降压作用机理奠定了基础。这些化合物在阐明CFTR氯离子通道的调控机制以及作为先导化合物开发与CFTR突变有关疾病,包括囊性纤维化病、干眼病、慢性胰腺炎等疾病治疗药物方面具有重要用途。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 CFTR 概述
• 1.1.1 CFTR 的结构
• 1.1.2 CFTR 的功能
• 1.1.2.1 CFTR 氯离子通道的门控机制
• 1.1.2.2 CFTR 与其他离子通道间的相互作用
• 1.1.3 CFTR 在多种组织中表达
• 1.1.4 CFTR 的突变
• 1.1.5 CFTR 相关病理生理概述
• 1.1.5.1 CFTR 与胃肠道液体分泌
• 1.1.5.2 CFTR 与胆汁分泌
• 1.1.5.3 CFTR 与呼吸道液体分泌
• 1.1.5.4 CFTR 与多囊肾病
• 1.1.5.5 CFTR 与生殖
• 1.1.5.6 CFTR 与高血压
• 1.1.6 CFTR 激活剂
• 1.1.6.1 化学伴侣和分子伴侣
• 1.1.6.2 钠-4-苯基丁酸
• 1.1.6.3 异丁基甲基黄嘌呤IBMX
• 1.1.6.4 三羟基黄酮Genistein
• 1.1.6.5 新发现的几种CFTR 激活剂
• 1.2 中药现代化及其活性物质基础概述
• 1.2.1 中药现代化研究内容
• 1.2.2 中药药效物质基础是其中的有效成分
• 1.2.3 中药有效成分研究对中药现代化具有重要意义
• 1.2.4 中药有效成分的研究现状
• 1.3 本研究相关中药单体化合物药理作用概述
• 1.3.1 香豆素类化合物的药理作用
• 1.3.1.1 概述
• 1.3.1.2 蛇床子素的药理作用
• 1.3.2 黄酮类化合物的药理作用
• 1.3.2.1 概述
• 1.3.2.2 木犀草素的药理作用
• 1.3.3 生物碱类化合物的药理作用
• 1.3.3.1 概述
• 1.3.3.2 白鲜碱的药理作用
• 1.4 本文研究内容
• 第二章 材料和方法
• 2.1 材料
• 2.1.1 细胞
• 2.1.2 实验动物
• 2.1.3 主要试剂
• 2.1.4 主要设备
• 2.2 方法
• 2.2.1 Wt-CFTR 氯离子通道荧光测定细胞模型的建立
• 2.2.2 ΔF508-CFTR 氯离子通道荧光测定细胞模型的建立
• 2.2.3 短路电流测定方法
• 2.2.4 跨大鼠肠粘膜氯离子短路电流测定方法
• 2.2.5 单个小鼠气管粘膜下腺体液体分泌速度测定方法
• 2.2.6 细胞cAMP 水平分析
• 2.2.7 数据统计学分析
• 第三章 结果和分析
• 3.1 香豆素类结果和分析
• 3.1.1 香豆素类化合物对野生型和突变型CFTR 氯离子通道的激活作用
• 3.1.2 香豆素类化合物对wt-CFTR 及?F508-CFTR 氯离子通道激活作用的短路电流测定结果
• 3.1.3 跨大鼠肠粘膜氯离子短路电流测定结果
• 3.1.4 单个小鼠气管粘膜下腺体液体分泌速度测定结果
• 3.1.5 香豆素激活CFTR 氯离子通道作用机制分析
• 3.1.6 香豆素对CFTR 氯离子通道激活作用的动力学和可逆性性质分析
• 3.2 白鲜碱结果和分析
• 3.2.1 白鲜碱对wt-CFTR 氯离子通道具有激活作用
• 3.2.2 白鲜碱对ΔF508-CFTR 氯离子通道具有激活作用
• 3.2.3 白鲜碱激活CFTR 氯离子通道作用机制分析
• 3.2.4 白鲜碱对CFTR 氯离子通道激活作用的动力学和可逆性性质分析
• 3.3 木犀草素结果和分析
• 3.3.1 木犀草素对wt-CFTR 氯离子通道具有激活作用
• 3.3.2 木犀草素对ΔF508-CFTR 氯离子通道具有激活作用
• 3.3.3 木犀草素激活CFTR 氯离子通道作用机制分析
• 3.3.4 木犀草素对CFTR 氯离子通道激活作用的动力学和可逆性性质分析
• 第四章 讨论
• 4.1 CFTR 可能是某些中药降压作用药靶之一
• 4.2 本研究中天然激活剂激活 CFTR 氯离子通道的作用机制
• 4.3 香豆素类化合物的生理活性值得系统深入探讨
• 4.4 中药有效成分研究在药物发现中具有重要作用
• 第五章 结论
• 主要创新点
• 参考文献
• 作者简历
• 致谢