上海藥物所成功預測藥物與離子通道相互作用量-效關係

電壓門控離子通道廣泛存在於人體中，是人體電信號傳導的關鍵蛋白質，能引起可激活細胞的動作電位，在神經興奮與傳導、中樞神經系統的調控、心臟搏動、平滑肌蠕動和骨骼肌收縮等過程中均起到重要作用。電壓門控離子通道的功能缺陷會引發心腦血管、神經精神等方面的疾病，是重要的藥物靶點。迄今為止，準確表述配體-離子通道相互作用量-效關係的理論模型仍然匱乏，即便是經典的Hill方程也無法準確描述離子通道與藥物的量效關係，這使得靶向離子通道的藥物設計尤為困難。

近日，中國科學院上海藥物研究所研究員蔣華良應用嚴格的統計熱力學理論，從配體（激動劑或抑製劑）與離子通道作用的微觀機制出發，推導並建立了描述藥物與離子通道相互作用量-效關係理論預測模型，其博士研究生白芳（現於萊斯大學從事博士後研究）編製了相應的計算程序，並成功應用於鉀離子通道KCNQ2亞型與激動劑ztz240的作用機制的研究。上海藥物所高召兵課題組應用電生理和膜片鉗技術驗證了上述理論預測模型，實驗結果與理論預測結果完全一致。

該研究為靶向離子通道的藥物研發以及其他多結合位點靶標的藥物研發提供了有利的理論模型基礎。這一研究策略是藥理學中Black_Leff操作模型（Operational Model）的推廣，自上世紀八十年代以來，藥理學界很少有人採用這種策略，即基於物理化學原理推導藥物的量-效關係繼而研究藥物的作用機制，來研究藥理學問題。該研究對傳統藥理學方法與現代生物技術相結合研究藥理學問題具有一定的示範作用。

相關研究成果發表在Frontiers in Pharmacology上。該研究得到了國家重點基礎研究發展計劃、國家自然科學基金等的資助。

實驗結果與理論預測結果

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