Ikr/HERG钾离子通道

快速延迟整流钾电流Ikr在心脏动作电位复极化过程中发挥重要作用。HERG基因编码心脏快速延迟整流钾电流Ikr，HERG基因突变可引起唧、综合征，另外Ikr／HERG通道是Ⅲ类抗心律失常药物的作用靶点，其他一些化学结构不同的药物也可阻断该通道，引起QT间期延长，甚至发展成获得性心律失常。对HERG通道结构和功能的研究，LQT相关的HERG突变体功能的改变，与HERG通道作用β亚基的认识，以及对HERG通道和药物作用机制的研究有助于清楚认识Ikr在心律失常中的作用机制，并设计合理的治疗药物调节Ikr电流，有效治疗LQT综合征及其它相关的心律失常。     

磷酸化对HERG钾通道的调控作用

HERG(human ether-a-go-go-related gene)编码的钾通道介导快速激活延迟整流钾电流(IKr).IKr在心肌动作电位复极中发挥极其关键的作用,IKr的减弱可延长心肌动作电位时程,导致长QT综合征(LQTS).HERG突变和HERG钾通道的药物性阻滞是LQTS的常见原因之一.心脏HERG钾通道功能受众多因素的调控,该通道的磷酸化是重要的调控因素之一.现有报道证实HERG钾通道的调节由蛋白激酶(protein kinases A、C和protein tyrosine kinases Src等)介导完成.     

磷酸化对HERG钾通道的调控作用

HERG（human ether—a—go—go—related gene）编码的钾通道介导快速激活延迟整流钾电流（IKr）。IKr在心肌动作电位复极中发挥极其关键的作用,IKr的减弱可延长心肌动作电位时程,导致长QT综合征（LQTS）。HERG突变和HERG钾通道的药物性阻滞是LQTS的常见原因之一。心脏HERG钾通道功能受众多因素的调控,该通道的磷酸化是重要的调控因素之一。现有报道证实HERG钾通道的调节由蛋白激酶（protein kinasesA、C和protein tyrosine kinases Src等）介导完成。     

HERG基因与心律失常

人类果蝇相关基因--HERG是从人类海马cDNA文库中鉴定出来,与果蝇EAG基因具有同源性.HERG基因编码延迟整流钾通道的α亚单位,这一类钾通道属电压依赖性通道.实验研究发现HERG基因突变引起其编码的通道结构及功能改变,从而引起心肌细胞动作电位时程改变,临床上表现为心律失常.HERG基因已被证实与心律失常发病有关,尤其是与长QT综合征LQT2的发生有密切关系.现就HERG基因的结构,HERG钾通道的结构、特性及其与心律失常的关系作一综述.     

与HERG钾通道相互作用的FHL2蛋白对该通道功能的调控

目的 筛选与心脏人类果蝇相关基因（HERG）的编码蛋白钾通道存在相互作用的蛋白质,并进一步研究该相互作用蛋白对HERG钾通道的调控作用。方法 ①以带有编码人类心脏HERG钾通道的cDNA为模板,通过PCR方法得到编码人类心脏HERG钾通道氨基末端（404个氨基酸）的DNA片段。将该片段克隆入pGBKT7载体, 构建“诱饵”质粒pGBKT7-HERG-NT。②应用酵母双杂交技术筛选人类心脏cDNA文库。③以PCR法扩增4个半LIM结构域（FHL2）基因的开放读框片段(ORF),并克隆入pcDNA3.0载体。④以pcDNA3.0-herg转染HEK293细胞,应用G418筛选得到HEK293/HERG细胞株。以pcDNA3.0-FHL2转染HEK293细胞,筛选得到HEK293/FHL2细胞株后,再将pcDNA3.0-herg转染入该细胞株。⑤应用膜片钳技术,研究FHL2对HERG通道功能的影响。结果 ①用酵母双杂交技术筛选得到37个阳性克隆,其中含有表达FHL2蛋白的克隆。②膜片钳检测发现,FHL2蛋白在增加HERG电流幅度的同时并调节其激活过程。 结论 FHL2蛋白能与HERG氨基末端相互作用而影响HERG钾通道的功能。     

细胞外氢离子浓度对HERG通道功能的影响

背景：HERG基因在心肌细胞高度表达，编码钾离子通道，形成延迟整流钾电流的快速激活成分，在复极化过程中发挥重要作用，它是维持2和3相动作电位的主要因素。最近有研究显示HERG基因突变可引起长QT综合征（LQTS），而且许多抗心律失常药物的作用靶点为HERG通道。本研究的目的是探讨不同胞外氢离子浓度对HERG通道的影响。 方法和结果：本研究将HERG基因亚克隆到pSP64和pcDNA3．1表达载体，用T7 RNA聚合酶体外合成cRNA，经Ribogreen荧光定量和变性胶电泳鉴定后，将相应的cRNA注入卵母细胞，在18℃培养箱中培养3天后，用标准双电极电压钳测量卵母细胞的表达电流。所有数据均采用pCLAMP软件采集，并应用Kaleidagraph 3．5和Igor软件进行数据处理。研究表明胞外酸化作用（pH8．5，7．5，6．5）时，HERG通道灭活加速，激活曲线右移，而其它门控动力学无明显影响。 结论：本研究表明胞外酸化（pH8．5，7．5，6．5）作用时，HERG通道灭活加速，激活曲线右移。酸中毒时，HERG通道灭活加速可能是引起心律失常的一种机制。     

西沙比利对HERG基因表达的快速激活延迟整流钾通道电流及蛋白的影响

目的评价西沙比利对转染HERG基因表达的快速激活延迟整流钾电流(IKr)和蛋白的影响,探讨其致心律失常的机制。方法使用脂质体介导的瞬时转染法把野生型HERG基因转染进人胚肾细胞(HEK293),采用全细胞膜片钳技术评价西沙比利对IKr通道电流和动力学的影响;使用G418筛选出稳定转染HERG的细胞,并用西沙比利进行干预,应用免疫蛋白印迹技术评价药物对蛋白的影响。结果西沙比利对IKr通道的刺激电流(IHERG)和尾电流(Itail)具有浓度和电压依赖性抑制作用,半数最大抑制浓度分别14.5和3.9nmol/L。西沙比利使IHERG和Itail的最大峰值电位前移,但不改变激活电位;使激活曲线左移并加快通道的失活,但不改变通道失活后的恢复时间;西沙比利对转染后的HEK293细胞上的IKr通道蛋白无明显抑制。结论西沙比利通过作用于通道的失活态抑制HERG钾电流,但不影响HERG通道蛋白的表达。     

Caveolin-1蛋白与心脏HERG钾通道相互作用的研究

目的验证Caveolin－1蛋白与HERG钾通道是否存在相互作用,并进一步明确发生相互作用的区域。方法（1）将携带不同Caveolin-1片段的pGADT7载体转染Y187,随后分别与转化有pGBKT7－berg—NT或pGBKT7－berg-CT的AHl09进行酵母双杂交;（2）应用免疫共沉淀技术验证Caveolin-1与HERG之间的相互作用;（3）免疫荧光细胞化学分析：pcDNA3．1－HERG和pcDNA3．0－Caveolin-1质粒共转染HEK293细胞,应用特异性抗体和荧光标记二抗显示Caveolin-1及HERG的亚细胞定位,应用激光共聚焦显微镜观察。结果（1）酵母双杂交发现,Caveolin-1与HERG氨基端相互作用,且其寡聚化结构域是必需片段,而Caveolin-1羧基端则与HERG羧基端相互作用;（2）抗Caveolin-1的抗体能够从心肌裂解物中沉淀HERG通道蛋白;（3）Caveolin-1蛋白和HERG通道共定位于细胞膜上。结论Caveolin-1与心脏HERG钾通道存在相互作用,Caveohn-1的寡聚化结构域是HERG氨基片段的相互作用区域,而HERG羧基片段则与Caveolin-1的羧基端相互作用。     

HERG1 K+通道在肝癌细胞系BEL-7402中的表达及其意义

[目的]观察HERG1 K 通道在肝癌细胞系BEL-7402的表达,探索其在肝癌发生与发展中的作用。[方法]RT-PCR方法检测hepg1在肝癌细胞系BEL-7402细胞和正常肝细胞系L-02细胞中表达;四甲基偶氮唑盐比色法(MTT法)研究HERG1 K 通道对BEL-7402细胞和L-02细胞增殖作用;以流式细胞仪检测该通道对肝癌细胞系BEL-7402细胞周期的影响。[结果]HERG1 K 通道在肝癌细胞中表达,而在正常肝细胞中不表达,该通道特异性抑制剂E-4031可以显著抑制BEL-7402细胞的增殖,而对不表达herg1基因的L-02细胞增殖不起作用;E-4031抑制BEL-7402细胞HERG1 K 通道后可导致G1期细胞显著上升。[结论]HERG1 K 通道可能是一个潜在的癌基因,可促进肝癌细胞的增殖;参与调控BEL-7402细胞周期的G1期进程。通过抑制该通道的功能,或下调其表达抑制该肿瘤的发生与发展;HERG1 K 通道可能是肝癌治疗的一个潜在的药物靶点和诊断性生物标志。     

心房颤动患者心房组织延迟整流钾通道基因表达的研究

目的 探讨心房颤动（AF）患者心房组织延迟整流钾通道（Kv1、5、HERG、KvLQT1通道）基因表达的变化。方法 以窦性心律组（SR组）为对照，应用逆转录-聚合酶链反应（RT—PCR），以三磷酸甘油醛脱氢酶（GAPDH）为内参照，检测35例风湿性心脏瓣膜病患者右心耳组织Kv1．5、HERG、KvLQT1通道的mRNA表达量。结果 和SR组相比，Kv1．5钾通道mRNA表达在慢性房颤组（CAF组）下降显著，有统计学意义（P〈0．05），在阵发性房颤组（PAF组）差异无统计学意义（P〉0．05）；HERG钾通道和KvLQT1钾通道mRNA表达CAF组和PAF组差异均无统计学意义（P〉0．05）。结论 Kv1．5钾通道转录水平下调可能是相应超速延迟整流钾电流（IKur）重构的分子基础，其基因表达异常是AF电重构的重要环节；HERG钾通道和KvLQT1钾通道在基因转录水平差异无统计学意义，与AF模型快速延迟整流钾电流（IKr）和缓慢延迟整流钾电流（IKs）无变化相符。     

HERG基因突变致第二型长QT综合征机制的研究进展

HERG基因编码快速激活延迟整流钾通道的α亚单位,快速激活延迟整流钾电流在心脏复极过程中起着极其重要的作用,HERG基因的突变导致快速激活延迟整流钾电流的异常,并进一步引起第二型遗传性长QT综合征(LQT2)。随着研究方法的不断发展,人类对HERG基因突变引起LQT2的机制的了解越来越深刻,作者就此作一综述。     

HERG基因转染HEK293细胞及其编码通道电流的记录

目的建立HERG基因在HEK293细胞稳定表达的方法。方法利用Lipofectamine2000将pCDNA3.0-HERG转染进入HEK293细胞,通过G418筛选阳性克隆细胞系,采用免疫荧光细胞化学方法检测该蛋白的表达,用全细胞膜片钳技术测定HERG基因介导的快速激活延迟整流钾电流(Ikr)。结果免疫荧光细胞化学检测证实转染HEK293细胞中HERG通道蛋白的表达,膜片钳全细胞实验记录到Ikr。结论该方法有效地将HERG基因转染进入HEK293细胞,并稳定表达HERG通道蛋白及介导Ikr。     

蛋白酪氨酸磷酸酶非受体型12与心脏HERG钾通道相互作用

目的鉴定HERG钾通道的相互作用蛋白,并进一步研究该相互作用蛋白对HERG钾通道的功能调控。方法 (1)应用酵母双杂交技术,构建含有HERG氨基末端的诱饵载体,将转染有诱饵载体的酵母菌AH109与预转染有人类cDNA文库的Y187酵母菌进行双杂交,初步筛选出HERG的相互作用蛋白;(2)应用免疫共沉淀技术进一步验证酵母双杂交所筛选蛋白与HERG之间的相互作用;(3)GSTpull-down分析:应用GST-HERGT-NT融合蛋白和谷光苷肽-琼脂糖4B小球从大鼠心肌裂解物中沉淀蛋白质,应用抗PTPN12抗体对沉淀物进行WesternBlot分析;(4)免疫荧光组织化学分析:应用抗PTPN12和抗HERG的抗体和荧光标记二抗显示PTPN12及HERG的亚细胞定位,应用激光共聚焦显微镜观察。结果 (1)酵母双杂交筛选发现蛋白酪氨酸磷酸酶非受体型12(Proteintyrosinephosphatasenonreceptortype12,PTPN12)与HERG氨基末端存在相互作用;(2)免疫共沉淀分析发现抗HERG的抗体能够沉淀HERG和PTPN12复合物;(3)GSTpull-down分析发现GST-HERG-NT能够将PTPN12沉淀,而GST蛋白则不能沉淀PTPN12;(4)免疫荧光组织化学分析发现PTPN12和HERG两个蛋白共定位的地方主要出现在细胞膜。结论 PTPN12与HERG氨基末端相互作用,这一发现将有助于更加透彻地理解HERG通道特性多样性的分子基础和LQTS的发病机理。     

乌头碱阻断表达在卵母细胞上的HERG通道的电药理特性

目的观察乌头碱对表达在卵母细胞上的HERG电流的影响。方法HERG通道表达在非洲爪蟾卵母细胞上,利用双电极电压钳技术测量其电流。结果①HERG通道可以稳定表达在卵母细胞上;②乌头碱以浓度和电压依赖性方式阻断表达在卵母细胞上的野生型HERG通道,阻断的半数抑制浓度值是1.801±0.332μmol/L;③乌头碱对HERG电流的阻断呈时间依赖性;④峰电流幅值被1μmol/L乌头碱显著降低,而稳态失活的半数失活电压(-39.10±1.04 mV vs-41.61±2.66 mV,P>0.05,n=6)没有被乌头碱的阻断显著改变,而斜率k(32.37±1.04 mV vs 41.05±4.19 mV,P<0.05,n=6)出现正向移动。结论乌头碱对HERG电流呈浓度、电压和时间依赖性阻断,而其对失活状态下的HERG通道无明显阻断作用,HERG通道可能是乌头碱致心律失常的关键离子靶点之一。     

口服补钾治疗LQT2的新方法

先天性长QT综合征(LQTS)是心肌细胞复极异常的一种遗传性疾病。HERG编码快速激活延迟整流钾通道，HERG的变异(LQT2型)在先天性LQTS中约占45％。该文对长期口服补钾治疗使得血清中K 浓度轻度持久性增加后，是否能够持久改善LQT2亚型患者心肌复极参     

木兰花碱对HERG钾通道蛋白表达的影响

目的探讨木兰花碱抗心律失常的作用及机制。方法将低浓度（1、3μmol／L）及高浓度（10、30μmol／L）木兰花碱分别作用于转染HERG基因重组载体的HEK-293细胞，采用Westernblot法、免疫荧光化学染色法分别定量、定性检测HEK-293细胞中HERG钾通道蛋白（以下简称HERG蛋白）表达。结果低浓度木兰花碱对HERG蛋白表达无明显影响；高浓度木兰花碱作用后HERG蛋白表达明显受抑。结论高浓度木兰花碱能够抑制HERG蛋白表达，此可能为木兰花碱抗心律失常的作用机制。     

PTC124不影响心脏SCN5A通道和HERG通道的电生理特性

目的无义突变产生提早出现的终止密码子(Premature termination codon,PTC),其主要致病机制是突变基因单倍体表达不足,见于心脏SCN5A和HERG基因。SCN5A无义突变导致心脏传导功能障碍、扩张性心肌病和Brugada综合征(BrS)等疾病,HERG无义突变导致长QT综合征、扩张性心肌病等疾病,目前尚无有效方法根治这类疾病,但药物将是治疗这类突变相关性疾病的最佳选择。近年来开发的口服药物PTC124,能够选择地抑制过早出现的终止密码子,诱导核糖体通读、不影响正常的终止密码子。为了评价该药物的安全性,本研究检测了PTC124对心脏钠通道和HERG通道的电生理特性。方法构建心脏SCN5A和HERG基因的真核表达载体,分别转染HEK293细胞,应用PTC124处理细胞72小时,全细胞膜片钳记录钠通道和HERG通道的表达电流和动力学,蛋白印迹证明钠通道和HERG通道的表达水平。结果 PTC124处理或未处理的钠电流密度分别-240.2±24.8pA/pF和-238.5±25.2pA/pF,PTC124处理或未处理的HERG激活电流密度分别为43.2±4.3pA/pF和41.9±5.0pA/pF,PTC124处理或未处理的HERG失活电流密度分别为69.9±3.8pA/pF和70.1±3.7pA/pF,激活或失活动力学参数均没有统计学差异。结论 PTC124不影响心脏钠通道和HERG通道的电生理特性。该研究为今后评估这种疗法的使用价值,治疗具有潜在的致命性心律失常性疾病患者的安全性提供依据。     

阿司咪唑阻断HERG通道的生物学特性及分子机制

目的 观察阿司咪唑对野生型和Y652突变型HERG通道阻断的生物物理学特性,探讨HERG通道分子位点改变对阻断的影响.方法 将HERG通道表达于非洲爪蟾卵母细胞,利用双电极电压钳技术测量其电流,观察阿司咪唑不同浓度、不同电压、不同作用时间下,对野生型和Y652A、Y652R突变型HERG通道电流的阻断作用.结果 阿司咪唑以电压、浓度、时间依赖性阻断HERG通道电流;与野生型比较,Y652A和Y652R突变型可显著减弱阿司咪唑对HERG通道的阻断作用.结论 阿司咪唑优先阻断开放状态的HERG通道,Y652是阿司咪唑与通道结合的关键位点,其极性和侧链长度改变可影响阿司咪唑与通道结合.     

普罗帕酮对HERG钾通道孔胞膜外侧氨基酸突变前后的作用

目的:探讨普罗帕酮对人类ether-a-go-go相关基因(HERG)钾通道孔道胞膜外侧突变后结合能力的影响。方法:将HERG野生型通道(WT)和HERG突变型通道(MT)的互补核糖核酸(cRNA)注射到非洲爪蟾卵母细胞,孵育24～72h后以不同刺激程序用双微电极法记录通道电流的表达。用Clampfit9.2版本软件对数据进行分析。部分电流用相应的方程拟合。结果:HERGWT外侧的第628位点的甘氨酸突变为半胱氨酸(G628C)和第631位点的丝氨酸突变为半胱氨酸(S631C)成HERGMT后普罗帕酮与HERGMT通道的结合能力减小,50%抑制浓度(IC50)对HERGWT,HERGMT分别为5.31μmol/L和7.81μmol/L。普罗帕酮对HERGWT和HERGMT的阻滞效应都呈电压和浓度依赖性。普罗帕酮减小HERGWT,但未减少HERGMT通道的半数激活电压。结论:普罗帕酮是HERG通道的开放通道阻滞剂,HERG通道孔道膜外侧突变(G628C和S631C)能改变普罗帕酮与通道之间的结合能力,从而影响通道的激活。     

抗心律失常药物靶点——IKr/HERG通道的调控机制研究

目的探讨快速延迟整流钾电流（IKr／HERG）在缺血性心律失常发生过程中的调控作用及机制。方法新西兰兔12只，随机分为对照组和缺血组，采用酶解法分离单个心室肌细胞，应用全细胞膜片钳技术记录心室肌细胞IKr／HERG变化趋势；应用Western blot技术，检测转染小RNA（miRNA）后人乳腺癌（SKBr3）细胞IKr／HERG通道蛋白表达量的改变。结果IKr／HERG在实验电压＋60mV下，缺血组（2．25±0．31）pA／pF明显低于对照组（3．81±0．64）pA／pF；miRNA转染进入SKBr3细胞后，细胞膜IKr／HERG通道蛋白表达量降低，仅是对照组的10％。结论miRNA调控IKr／HERG通道蛋白的表达，进而抑制IKr／HERG，参与缺血性心律失常的发生与发展。