离子通道蛋白是细胞内涉及机体所有生物/生理过程快速变化的关键组分，参与机体各系统细胞生物/生理过程的调节，如心脏/骨骼/平滑肌收缩、腺体分泌  、感觉感知、思考记忆， 精神行为、营养物的上皮转运等， 可作为肿瘤、代谢性疾病、疼痛、中枢神经疾病、心血管病等重要治疗靶标，调控相应离子通道的功能。基于离子通道靶点的药物筛选可精确助力靶向离子通道和转运载体的创新药物发现。 

产品包：

（1）CiPA 心脏多离子通道作用研究，包括 hERG、Nav1.5、Cav1.2、Kir2. 1、 Kv4.3 和 KCNQ1/KCNE1。

（2） 房颤药物筛选： Kv1.5， sKCa1/sKCa2/sKCa3

（3） 肺动脉高压药物筛选： Kv1.5。

（4） 镇痛药物筛选： HCN 、Nav1.7 、KCNQ2/3。

（5） 抗癌药筛选： hEAG 、 sKCa1/sKCa2/sKCa3。

（6） 自身免疫性疾病和移植排斥反应： Kv1.3。

（7） 老年痴呆症： 钾通道、钙通道。

      可提供服务的通道类型以及研究目的包括：

  1. Kv Kv 通道在体内分布十分广泛，有 40 多种亚型  ， 在兴奋性细胞可调节放电阈值电位、动作电位持续时间和放电速率， 在 可增 值细胞参与细胞增殖，并在神经毒性、神经保护和神经调节中发挥重  要作用。Kv 通道的功能障碍与一系列被称为通道病的心脏疾病和/或神经  系统疾病有 关。本中心拥有 hKv4.3 、hKir2. 1 、hEAG1 、hERG 、IKs             (hKCNQ1/hKCNE1) 细胞株可根据不同研究目的用于药物筛选和/或心脏安全性评价。

   IKr (hERG1 电压门控人Kv11. 1 (Ether-a-go-go Related Gene,hERG ） 钾通道是心肌快速延迟整流钾电流 IKr 成分， 对心脏动作电位的复极 至 关重要。中度 hERG 阻断可能产生有益的 III 类抗心律失常作用。然而 遗  传缺陷或药物不良反应引起的 hERG  电流降低可导致遗传性或获得   性长  QT 综合征，其特征是动作电位延长、体表心电图 QT 间期延长，以 及“尖 端扭转型”心律失常和猝死的风险增加。

   hERG  电生理膜片钳测试可以直观地检测药物对 hERG 钾离子通道电  流 的影响， 从而判断药物对 hERG 的抑制作用， 是所有药物临床前研发过程中所必需的检测之一。

Yang L, et al. Anesthesiology. 2015;122(3):571-84..    

         hKv1.5:Kv1.5 为电压门控钾通道 shaker 相关亚家族成员 5，也称为=KCNA5，hKv1.5 是人类心脏超快速延迟整流钾电流 （IKur）的基础 。IKur 主要在 人的心脏心房中表达，但在心室细胞中很少表达， 因此 IKur     被认为是心房选择 性抗房颤靶通道之一。Kv1.5 的基因变异会导致房颤 的发生及猝死。此外 ，    Kv1.5 在胰岛素的分泌和肺血管收缩的调节中也 具有重要作用。Kv1.5 电生理膜片钳测试可以直观地检测药物对Kv1.5 钾离子通道电流 的影响  ， 从而判断药物对 Kv1.5 的作用。测试可以是以 Kv1.5 为靶点 的房颤、肺动脉高压药物研发所需， 也是评价药物临床前心脏安全的检测之一。

应用案例2：组胺受体抑制剂clemizol对hkv1.5通道的抑制作用

Jie LJ, et al. Br J Pharmacol. 2017;174:254-266.

              hEAG1 电压门控 Kv10. 1 （Ether àgo-go， EAG) 钾通道在各种类   型的癌细胞和中枢神经系统中均有表达， 参与多种细胞病理生理过程 ， 包括细胞增殖和肿瘤迁移。EAG1 钾通道在大脑的神经元细胞、产生肌肉 纤维的胚胎细胞以及某些肿瘤细胞等表达和升高， 被认为具有促癌的效 应。hEAG1 钾通道可能参与前列腺癌和肝癌的病理生理过程， 认为是前 列腺癌和肝癌诊断和治疗的重要靶点。此外，人类 EAG1 （hEAG1）通道 异常过度激活与癌症和神经系统疾病有关， 如 Zimmermann-Laband  和 Temple-Baraitser 综合征。hEAG1 通道测试可用于筛选用于靶向治疗前  列腺癌、肝癌以及神经系统 疾病的药物。

hKv1.3Kv1.3 为电压门控 KCNA3 编码钾通道， 属于快速激活延  迟整流钾通道类， 在各种组织和细胞类型中都有表达， 包括大脑、血管 平滑肌细胞、 白细胞、 淋巴细胞等。Kv1.3 能促进神经细胞中动作电位  后有效复极； 在 T 细胞增殖和活化中具有重要作用，Kv1.3 功能故障可  改变免疫反应，引起神经毒性效应或影响癌症生长，在 T 和 B 淋巴细胞膜上，细胞膜 Kv1.3 通道和其他钾钙离子通道引起的膜电位的变化可 促进持续的钙信号。Kv1.3 通道的药理学干预可以抑制体外和体内 T 和 B 细胞的增殖， 是具有前景的免疫抑制的靶点。Kv1.3 受体阻滞剂可用 于治疗自身免疫性疾病和移植排斥反应。

hKv1.3 通道测试可用于筛选 Kv1.3 受体阻滞剂，用于自身免疫性疾病治 疗药物的开发。

应用案例3：BATPTA-AMhkv1.3通道的抑制作用

Tang Q et al. Biochem Pharmacol. 2007;74:1596-607.

hKv4.3 电压门控 Kv4.3 是 Kv4 的一个亚家族，由 KCND3 编  码    ，可产生快速激活和快速失活电流，在心脏中产生瞬时外向K+ 电流      （Ito）， 在神经细胞称为 A 型电流 （IA） 。Kv4.3 在人心脏动作电位   复极 1 期起着十分重要的作用，Kv4.3 在神经元调控放电频率和树突状   细胞的兴奋性，调节动作电位复极和频率依赖性电信号 。由于 Kv4.3 通  道活动的改变导致了多种病理状况， 被认为是中风、 阿尔茨海默病、 心 律失常Brugada 综合征和早期复极综合征和心肌肥厚等疾病的潜在治疗  靶点。最近的研究认为心脏 Kv4.3 通道选择性抑制对 Brugada 综合征和早期复极综合征引起心律失常有效， hKv4.3 通道测试可用于筛选用于治 疗这些疾病的药物。

应用实例4：大蒜素对hkv4.3通道的抑制作用

Xu XH, et al. PLoS One. 2012;7:e51550..

     hIKs IKs 是心脏缓慢激活延迟整流电流， 是人心肌动作电位复极化重要通道。IKs 通道是两种基因形成的通道复合物：  即编码成孔α 亚   单位 KCNQ1 和编码调节 β 亚单位 KCNE1 （KCNQ1/hKCNE1）。这些    基因突变可扰乱通道功能， 使外向钾电流减少， 延迟复极并延长心脏动 作电位，这种复极延迟可以在心电图上被检测为 QT 间期延长。因此，该通道功能缺失突变的病理生理学后遗症被归为长QT综合征 （LQTS）， 患者对心律失常和心源性猝死的易感性增加。

hIKs 通道测试用于筛选/研究通道增强作用药物以用于治疗长 QT综合 征，或抑制作用药物以用于治疗短 QT综合征或其它室性心律失常。

应用实例 5：麻醉药 Propofol 对hKCNQ1/hKCNE1 通道的抑制作用

Yang L, et al. Anesthesiology. 2015;122(3):571-84..

          2. KCaKCa 根据其单通道电导进行划分为大小分为小电 导通道 （sKCa）、中等电导通道 （IKCa）和大电导通道 （BKCa）。sKCa 又有 三种亚型 （sKCa1，sKCa2  和 sKCa3）。KCa 通道广泛表达于神经元和非神经  元组织， 包括上皮细胞、平滑肌和感觉细胞， 它们将膜电位和细胞内钙浓度 耦合在一起。不同 KCa  通道扮演着特定的角色， 包括神经分泌、平滑肌张  力、动作电位形状和峰频适应。中心拥有 hsKCa1、rsKCa2、hsKCa3、hIKCa 、 hBKCa 细胞株可用于药物筛选和/或安全性评价。

   hsKCa1/hSKCa2/hsKCa3 钙激活小电导钾通道 sKCa 有 3 个亚型 sKCa1(SK1, KCa2. 1） 、 sKCa1(SK2, KCa2.2） 、 sKCa3(SK3, KCa2.3.） ，

分别由基因 KCNN1 、KCNN2 、KCNN3 介导表达，可被 apamin 选择性  阻断，它们在心脏、神经系统和各种其他器官中表达。在心脏 sKCa 主要 表达在心房肌细胞， 以此认为是选择性抗房颤药的靶点 。 在神经系统 sKCa 发挥着深远的生理作用， sKCa 通道阻滞剂通常会增加神经元的兴 奋性， 而通道激活剂则会降低兴奋性， 因此认为是治疗兴奋性为特征的 中枢神经系统疾病， sKCa 活动与学习和记忆有关， sKCa 调节是联想学 习的重要细胞机制。在平滑肌 sKCa 通道介导血管松弛，可调节脑卒中后 局部血流的调节。最近发现 sKCa 通道在许多肿瘤细胞中表达升高，可能 参与癌细胞增殖或迁移。

sKCa 通道测试可用于筛选研究选择性心房抗房颤药、神经系统疾病和抗癌药物。

hIKCa钙激活中电导钾通道 IKCa （KCa3. 1，SK4）由基因 KCNN4   介导表达。IKCa 通道主要分布在中枢神经、平滑肌和结缔组织细胞， 可 被高浓度的细胞内 Ca2+激活。这些通道的开放导致膜的超极化， 因此减  缓神经脉冲的重复放电 。该通道通过超极化膜电位降低细胞兴奋性， 是 大脑中最显著的抑制反应之一； 在血管平滑肌介导肌源性张力和内皮源 性超极化因子 （EDHF）反应作用； 在结缔组织与成纤维细胞增殖迁移和 组织器官纤维化相关。

hIKCa 通道测试可用于筛选研究能增强或减弱 IKCa 通道活性的药物， 用于治疗神经系统疾病或组织器官纤维化问题。

 hBKCa钙激活大电导钾通道 BKCa （KCa1. 1，BK，Slo1） 由基因  KCNN4 介导表达。BKCa 通道广泛表达于全身： 在大脑 （小脑、缰核、 纹状体、嗅球、新皮质、海马颗粒和锥体细胞） 和周围组织 （骨骼肌、平 滑肌 （血管、子宫、 胃、膀胱） 、 肾上腺皮质、耳蜗毛细胞、胰岛细胞， 结肠和肾上皮等。BKCa 在人脑胶质瘤中也有表达 。BKCa 通道开放能   致细胞膜超极化 （细胞膜电位降低） 和细胞兴奋性降低。BK 通道能调节 平滑肌张力， 调节激素和神经递质的释放。在中枢神经元中， 有助于动  作电位 （AP） 的复极， 介导动作电位后超极化的快速阶段， 并影响神经 递质的释放。BKCa  通道对包括平滑肌张力和神经元兴奋性在内的几个  关键生理过程的调节至关重要。

BK 通道激活剂可用于多种生理改变的治疗，如中风、癫痫、膀胱过度反 应、 哮喘、 高血压、 胃运动亢进和精神病。 因此， hBKCa  细胞株筛选   BKCa 激动剂或抑制剂治疗以上相关疾病。 

应用实例6：Acacetin对hsKCa3通道的抑制作用

Chen KH et al. Front Pharmacol. 2017;8:716.

       3. Kir 内向整流钾通道 Kir 有 15 种亚型。通道的生理  活性和功能取决于细胞内孔开放、离子通量和通道定位的调节 。Kir  开放使 细胞复极化并在维持细胞膜电位方面起着很重要的作用。我们拥有hKir2. 1  细胞株可用于药物筛选和/或安全性评价。

 hKir2.1：内向整流钾通道 Kir2. 1 是由 KCNJ2 编码钾内向整流通道  亚家族 J 的成员 2。该通道更倾向于允许钾流入细胞而不是流出细胞，参   与建立神经元和肌肉组织的动作电位波形和兴奋性 。 在心脏 Kir2. 1 、 Kir2.2 和 Kir2.3 形成内向整流钾电流 IK1，是心脏 IK1  电流的主要贡献    者。IK1 是决定心肌细胞膜静息电位的主要离子电流， 在动作电位 3 相  快速复极化过程中也起着重要作用。先天性或药物导致的 IK1  强度减少,  可以延长心肌细胞动作电位时程，导致长QT综合征 （LQT7，即Andersen-   Tawil 综合征） ，会由于自律性增高和触发活动而诱发新的心律失常。然 KCNJ2 基因突变可导致短 QT综合征。有效不应期缩短则容易发生快速 性的室性心律失常， 如室性心动过速和心室颤动等。

 hKir2. 1 通道细胞株电生理膜片钳测试，可以直观地检测药物对以 Kir2. 1 为主的IK1 钾通道电流的影响，从而判断药物对IK1的抑制或增强作用， 为药物研发过程中药物对心脏安全的评价提供依据。

       4. 电压门控钠通道是兴奋性细胞膜上选择性允许钠离子跨膜流 动的蛋白质孔道，维持细胞兴奋性及动作电位传导。参与触发兴奋 -  传导偶 联 （神经系统和心脏传导系统）；兴奋 -  收缩偶联 （心肌和骨骼肌）；兴奋 -   分泌偶联 （腺体） 等。hNav1.5 细胞株可用于药物筛选/安全性评价。

     hNav1.5 Nav1.5 是电压门控 SCN5A 钠通道。在心脏分布的钠离子通道主要是 Nav1.5 。Nav1.5 介导 INa 使心肌细胞快速去极化，是心   肌细胞动作电位上升期(0 期)的电生理机制。Nav1.5 对 TTX 不敏感，但  对利多卡因的抑制敏感。Nav1.5 最初被确定为心脏钠通道。随后， 发现 大脑中有 Nav1.5 mRNA 水平表达，这些发现可以解释 YNAV1.5 突变与   癫痫发作相关 。大脑中在丘脑、 下丘脑、基底神经节、小脑、纹状体、 嗅觉系统、边缘系统： 梨状皮质、 隔核、布罗卡对角线带、杏仁核和缰  核有表达。Nav1.5 突变可引起 SCN5A 突变导致某些形式的长 QT和短    QT综合征、进行性心脏传导缺陷、病态窦房结综合征、扩张型心肌     病、Brugada 综合征 （BrS） 、 先天性心脏传导阻滞等。hNav1.5 电生理  膜片钳测试可以直观地检测药物对人类Nav1.5 钠离子通道电流的影  响  ，从而判断药物对 Nav1.5 的抑制或增强作用，是药物临床前研发过 程   中重要检测之一， 是心脏风险评估的重要靶点之一。

本中心拥有人源性钠通道稳定表达 NaV 1.5 细胞株，用于钠通道靶点的  药物筛选。用手动膜片钳人 Nav1.5 （hNav1.5） 分析， 以评估药物对      hNav1.5 通道的抑制或增强作用。用膜片钳测量复合前电流和复合后电 流，并应用于计算 Nav1.5 抑制。

NaV 1.7 由SCN9A 基因编码） 主要存在于内脏感觉神经元、 嗅觉感觉神经元和交感神经节神经元以及躯体表皮游离神经   末梢 周围。NaV 1.7 对 TTX 高度感，产生几乎所有的 TTX 敏感电流 。NaV 1.7 存在于痛觉神经 （痛觉感受器） 的末端， 在神经纤维末端聚 集并放大小 的阈下去极化， 使之成为一个调解神经兴奋性的阈值通道  ， 实际上   NaV 1.7 参与人类疼痛信号的产生与传递。Nav1. 7 已成为疼痛治疗的潜在靶点.

     5. 钙离子通道电压门控 Ca2+通道分为三种类型： Cav1 （L 型） 、 Cav2  （N 型、P/Q 型、R 型） 和 Cav3  （T 型） 。Cav1.2 是在神经元中发现的  L 型钙通道，也被称为 a1C。在心肌细胞中，L 型钙通道 （Cav1.2）的 α1C 亚    单位是主要的钙通道。我们拥有 Cav1.2 细胞株可用于药物筛选/安全性评价。

     hCaV1.2在心肌细胞中， 钙离子通过电压门控型 L 型钙通道（Cav1.2）进入细胞内是心肌兴奋收缩偶联的首要步骤。另外 Ca2+进入  胞浆参与心脏起搏活动，房室结细胞中 L 型钙通道对于房室传导来说也  是必需的。Cav1.2 钙通道在心脏的复极化中具有重要的作用。Cav1.2 的 功能缺失突变发生于 Brugada  综合征患者中，导致 QT 间期缩短、病人   猝死。Cav1.2 的功能增益突变会导致电压依赖性通道失活和钙超载， 引 发 Timothy 综合征，导致 QT 间期延长、心率失常、心脏功能性缺陷。直接检测药物对 Cav1.2 钙离子通道电流的影响，从而判断药物对  Cav1.2 的抑制或增强作用， 为药物临床前研发过程中药物对心脏的安全 性和可能的副作用等信息提供依据。

本中心提供手动膜片钳分析，使用急性分离的动物心肌细胞或 HEK293- Cav1.2 细胞系来测试药物对 Cav1.2 通道的抑制或增强作用。该试验是制药行业极力推荐临床前心脏安全性试验之一。

     6. HCN ： 超极化激活的环核苷酸门控 (Hyperpolarization-Activated  Cyclic Nucleotide-Gated, HCN)  通道是一种能被电压和环磷酸腺苷 (cAMP) 调控的、非选择性阳离子通道，有四个亚型 HCN1、HCN2、HCN3 和 HCN4， 它们主要参与心脏起搏， HCN  通道可能参与癫痫和疼痛的机制， 是心脏和 中枢神经系统疾病的重要靶点。 我们拥有hHCN1 、rHCN2 、 hHCN3  和    hHCN4 细胞株可用于药物筛选 。HCN2  和 HCN4  通道。

 hHCN  超极化激活的环核苷酸门控 （HCN） 通道在心脏和脑    细胞的质膜中充当非选择性电压门控阳离子通道。HCN 通道有时被称为   起搏器通道，因为它们有助于在心脏和脑细胞群内产生节律性活动。HCN   通道由四个基因 （HCN1 、2 、3 、4）编码，广泛表达于心脏和中枢神经   系统。HCN 通道在控制神经元的兴奋性、突触电位的树突状整合、突触   传递以及单个神经元和神经元网络中的节律性振荡活动方面起着重要作用。这些通道参与突触可塑性和记忆、丘脑皮层节律和躯体感觉的机制。  有迹象表明颞叶与失神癫痫和 HCN1/HCN2 亚型分布改变之间存在联系。 HCN 通道参与癫痫和疼痛的机制。最近研究发现 HCN 通道的作用超出了在心脏窦房结和神经元兴奋性调节中的作用。在各种系统/器官中的表达和细胞功能， 特别是在酸味传导、 激素分泌、 星形胶质细胞和小胶质  细胞的激活、破骨细胞生成的抑制、 肾氨排泄、 胃肠道和尿液系统的蠕 动。HCN 通道药物筛选研究， 能推动助力神经系统疾病治疗药物迅速开发 。

本中心拥有在离子通道安全性分析和心脏毒性评估方面多年经验的专家，为 HCN 通道提供分析，以评估化合物心血管安全性并支持药物开发。跟多个高校、医院老师合作，除膜片钳外，还有代谢组学、免疫组化，透射电镜、免疫电镜、HE染色，蛋白组学、瑞氏染色、甲苯胺蓝染色、Masson染色、吉姆萨染色等等，期待您的咨询~   联系电话：4009688170