新芋螺毒素SO-3镇痛作用的离子通道机制研究

【摘要】：芋螺毒素(conotoxins, CTX)是来源于海洋芋螺(Conus)毒液的一类活性多肽,大多数CTX富含二硫键,具有特定的分子构型,能选择性地作用于细胞膜上特异的离子通道或受体等,因而具有多种生物学效应。据估计约有5万多种活性多肽存在于芋螺毒液中,迄今仅百余种CTX的作用被阐明,因此CTX具有很大的开发应用潜力。多数CTX具有很强的神经活性,目前一些CTX已被用于某些神经系统疾病的治疗。例如,ω-CTX MVIIA(MVIIA)是一种N型钙通道阻断剂,具有强效镇痛作用,已被美国FDA批准上市,用于治疗各种慢性难治性疼痛。SO-3是我院从南海线纹芋螺(Conus striatus)中发现的一种新的CTX,前期药理学研究表明,SO-3也具有强效镇痛作用,且副作用低于MVIIA,但SO-3发挥镇痛作用的机制尚不清楚。 CTX根据特征性的二硫键骨架,可分为多个超家族;根据作用靶位及药理活性的不同,每个超家族CTX又可分为多个功能家族。从氨基酸一级序列分析,SO-3属于O超家族CTX,具有O超家族CTX共同的二硫键骨架(C-C-CC-C-C)。O超家族CTX根据作用靶标的不同,可分为ω-、κ-、μO-、δ-CTX等多个功能家族。ω-CTX选择性作用于电压依赖性钙通道,κ-CTX选择性作用于电压依赖性钾通道,μO-、δ-CTX选择性作用于电压依赖性钠通道。由于各种离子通道又可分为多种亚型,属于同一功能家族的不同CTX,由于分子结构上的差异,可能选择性作用于同一种离子通道的不同亚型。CTX的分子结构与它们的作用靶标之间的关系极其复杂,从氨基酸一级序列很难判断CTX作用的离子通道类型或亚型,必须通过功能研究来确定。由于O超家族CTX主要作用于各种电压依赖性离子通道,因此本研究采用膜片钳全细胞记录方式,从电压依赖性离子通道的角度,对具有镇痛活性的新芋螺毒素SO-3的离子通道靶标进行了研究,以阐明其镇痛作用机制。 一、SO-3对大鼠海马神经元电压依赖性钠、钾、钙通道的影响 由于大鼠海马神经元各种电压依赖性离子通道的电生理学特点研究得较为清楚,因此本研究首先采用原代培养的新生大鼠海马神经元对SO-3作用的离子通道靶标进行了研究。结果