電壓門控離子通道廣泛存在于人體中，是人體電信號傳導(dǎo)的關(guān)鍵蛋白質(zhì)，能引起可激活細胞的動作電位，在神經(jīng)興奮與傳導(dǎo)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)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(fā)心腦血管、神經(jīng)**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(guān)系的理論模型仍然匱乏，即便是經(jīng)典的Hill方程也無法準確描述離子通道與藥物的量效關(guān)系，這使得靶向離子通道的藥物設(shè)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(yīng)用嚴格的統(tǒng)計熱力學理論，從配體（激動劑或抑制劑）與離子通道作用的微觀機制出發(fā)，推導(dǎo)并建立了描述藥物與離子通道相互作用量-效關(guān)系理論預(yù)測模型，其博士研究生白芳（現(xiàn)于萊斯大學從事博士后研究）編制了相應(yīng)的計算程序，并成功應(yīng)用于鉀離子通道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(yīng)用電生理和膜片鉗技術(shù)驗證了上述理論預(yù)測模型，實驗結(jié)果與理論預(yù)測結(jié)果完全一致。
該研究為靶向離子通道的藥物研發(fā)以及其他多結(jié)合位點靶標的藥物研發(fā)提供了有利的理論模型基礎(chǔ)。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，藥理學界很少有人采用這種策略，即基于物理化學原理推導(dǎo)藥物的量-效關(guān)系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(tǒng)藥理學方法與現(xiàn)代生物技術(shù)相結(jié)合研究藥理學問題具有一定的示范作用。
相關(guān)研究成果發(fā)表在Frontiers in Pharmacology上。該研究得到了國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃、國家自然科學基金等的資助。
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