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。     

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。     

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。     

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。     

应用酵母双杂交技术筛选HERG钾通道相互作用蛋白

目的筛选心肌细胞内哪些蛋白质与HERG钾通道存在相互作用。方法 (1)通过PCR方法扩增编码心脏herg基因N端的cDNA片段(HERG-NT,aa 1-403)和C端的cDNA片段(HERG-CT,aa 669-1159),分别克隆进入pGBKT7载体,构建pGBKT7-herg-NT和pGBKT7-herg-CT诱饵质粒;(2)将被诱饵质粒转化的AH109分别涂布于SD/-Trp、SD/-Trp/-His、SD/-Trp/-Ade和SD/-Trp/X-α-Gal平板上,以观察诱饵蛋白是否自我激活报告基因;(3)将已被诱饵质粒转化的AH109分别与预转染于Y187的人类心脏cDNA文库进行酵母双杂交,分离阳性克隆中的cDNA,并测序。结果 (1)成功构建诱饵载体pGBKT7-herg-NT和pGBKT7-herg-CT,测序结果表明herg-NT和herg-CT都和"GAL4 DNA-BD-C-Myc"在同一读框,没有PCR引起的突变;(2)"诱饵"蛋白HERG-NT和HERG-CT均未能自我激化报告基因Ade2、Mel1和LacZ,弱激活报告基因His3,应用5mmol/L的3-AT可以有效抑制HERG-NT或HERG-CT所引起的组氨酸表达;(4)经过严格筛选后,发现Caveolin-1、FHL2和PTPN12等15种蛋白与HERG-NT存在相互作用,Myotrophin等8种蛋白与HERG-CT相互作用。结论成功应用酵母双杂交技术,以HERG钾通道蛋白的氨基端或羧基端为诱饵蛋白,筛选HERG钾通道的相互作用蛋白(Caveolin-1、FHL2、PTPN12、Myotrophin等),这些蛋白质可能与HERG存在相互作用。     

关附庚素对HERG钾通道电流及通道动力学的影响

目的 用膜片钳全细胞记录法评价关附庚素（GFG）对HERG基因表达的快速激活延迟整流钾通道电流（IKr）及通道动力学的影响。方法 使用脂质体介导的瞬时转染法把野生型HERG基因转染入人胚肾细胞（HEK293）,采用标准的全细胞膜片钳技术记录IKr通道电流,观察不同浓度（3、12.5、50、200 和1000 Umol/L）的GFG对IKr和通道动力学的作用。 结果GFG对IKr的尾电流（Itail）具有浓度依赖性抑制作用,半数最大抑制浓度为17.9滋mol/L,Hill常数为0.75。 50 Umol/L GFG使得刺激电流（Istep）和Itail的最大峰值电位前移,呈电压依赖性,但不改变激活电位。 50 Umol/L GFG对IKr具有时间依赖性阻断效应,时间延长抑制效果增强。 50 Umol/L GFG使激活曲线左移,半数激活电压从（-2.15±1.94） mV改变为（-9. 22±2.43） mV（n = 5,P〈0. 05）,但对曲线的斜率因子k无显著影响;50 Umol/L GFG使得稳态失活曲线左移,半数失活电压从（-56.9±1.2） mV改变为（-64.2±1.5） mV（n=6,P〈0. 05）,但不影响曲线斜率因子k。50 Umol/L GFG加快通道的失活,在-60 mV以上能加快通道的失活后恢复时间,并可显著减慢通道的去激活时间。 结论 GFG对HERG基因表达的IKr通道电流具有浓度、电压和时间依赖性阻断作用,主要是通过结合通道的激活态和失活态发挥抑制效应。     

阿司咪唑对大鼠心肌收缩性的影响

目的:了解阿司咪唑对心脏收缩功能的影响.方法:运用Langendorff灌流装置逆行灌流大鼠体外心脏,测定阿司咪唑对左心室内压的影响;运用器官浴槽系统观察阿司咪唑对乳头肌和心房肌肌张力的影响.结果:随着剂量增加和作用时间延长,阿司咪唑降低左心室平均收缩压和最大收缩压的作用增强,明显减慢左心室内压等容相上升最大速率(+dp/dtmax);阿司咪唑还能明显降低乳头肌和心房肌的收缩张力,使乳头肌收缩张力+dp/dtmax随药物浓度增加而逐渐减慢.结论:阿司咪唑能明显降低心肌收缩力,对大鼠体外心脏的收缩功能有显著抑制作用.     

β-肾上腺素受体对HERG钾通道的调控

室性心律失常通常因运动或情绪应激诱发,特别是在先天性长QT综合征(LQTS)的患者。运动或情绪应激刺激交感神经系统,主要引起心脏β-肾上腺素受体的激活。快速激活延迟整流钾电流(IKr)在心肌动作电位的复极过程中发挥关键的作用,IKr的减弱可延长心肌动作电位时程,导致LQTS。研究发现,抑制HERG/IKr电流,导致心脏复极延长,这对应激增加致死性心律失常的发生提供了一个病理生理的解释。现就β-肾上腺素受体对HERG钾通道调控机制及其临床意义作一综述。     

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。     

胃癌细胞 herg mRNA、HERG 蛋白表达及 HERG 电流强度变化

目的探讨胃癌细胞herg mRNA、HERG蛋白表达及HERG电流强度的变化的临床意义。方法培养胃癌细胞(胃癌细胞系SGC7901、MGC803、AGS、MKN45)及永生化胃上皮细胞(GES),取对数生长期细胞用于实验。采用RT-PCR法检测herg mRNA表达,Western blot法检测HERG蛋白表达,采用全细胞膜片钳技术测定SGC7901及GES的HERG电流强度。结果 herg mRNA及其蛋白在4种胃癌细胞系中均有表达,AGS中HERG蛋白表达量低于其他三种细胞系(P均<0.05);GES中无herg mRNA及其蛋白表达。在SGC7901中检测到HERG电流,GES中未记录到HERG电流。结论 herg mRNA及其蛋白在胃癌细胞系SGC7901、MGC803、AGS、MKN45表达增高,SGC7901中存在HERG电流。HERG蛋白可能参与了胃癌的发生,并与胃癌恶性程度有关。     

致LQT2的无义突变的HERG通道的表达和药物拯救研究

目的本研究旨在探讨氨基糖苷类抗生素庆大霉素在异源表达系统中对导致长QT综合征2型的无义突变的HERG通道的作用。方法采用聚合酶链反应法制备相关突变体——W927X、R863X和E698X,并克隆到真核细胞表达载体中。将突变体的cDNA瞬时转染至HEK293细胞,应用全细胞膜片钳技术记录通道电流。药物拯救采用将转染24h后的HEK293细胞在含庆大霉素(400μg/mL)的培养液中孵育24h。结果W927X能表达典型的HERG电流,尽管与野生型HERG相比,电流幅值明显下降;R863X和E698X仅表达与未转染细胞上类似的内生性电流,说明未能形成功能性的HERG通道。庆大霉素能增强W927X的功能性表达,使其最大尾电流密度由11.6±2.4pA/pF(n=8)增至19.5±2.7pA/pF(n=7,P<0.05)。通道激活动力学特征在野生型HERG、W927X和W927X加庆大霉素干预组均没有明显差异。然而,庆大霉素对R863X和E698X并无明显作用。结论氨基糖苷类抗生素能部分恢复无义突变的HERG通道的功能性表达,且对不同的突变体其作用效应不同。     

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.     

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。     

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。     

Biophysical properties of homomeric and heteromultimeric channels formed by cardiac connexins

Substantial advances have been made in characterizing the biophysical properties of channels formed exclusively by connexin isoforms expressed mainly in the heart, e.g., Cx43, Cx45 or Cx40. These properties include transjunctional and transmembrane voltage gating as well as their perm-selectivity, chemical gating and, at a single channel level, their multiple open states and changes in mode behavior. Nonetheless, these connexins are rarely expressed individually in a cell and the presence of functional channels constituted by distinct connexin isoforms is now suspected to be a norm. In fact, combinations of the connexins that form heteromeric channels have been described in some tissues, increasing the necessity to reinforce the research that leads to understanding the effects of these heteromeric interaction on the gating and conducting characteristics of the channels. Furthermore, protein-protein interaction studies will help to understand which connexin domains are involved in these interactions and how they affect the physiology of channels and their interaction with other biological and structural molecules in the cell. New information on the biophysical properties of heteromultimeric channels suggests that interaction between connexins and connexons is not as simple as once thought. Theoretically, changes in the coupling of homomeric connexons (Cx43) in the myocardium may not be significant enough to change the physiology of the heart or to incite arrhythmias, but when heteromeric channels are present, alteration in conductance, differential gating sensitivity to bio-gating molecules and changes in voltage sensitivity increase substantially the cell resources to modulate intercellular coupling, which may participate in the physiology and/or pathology of the cardiovascular tissues.     

遗传性LQT2综合征相关基因HERG的研究新进展

HERG基因编码的蛋白在心室复极过程中很重要,HERG基因突变导致遗传性长QT综合征。获得性长QT综合征也与HERG基因相关。随着分子遗传学的进展,HERG基因突变如何导致长QT综合征的分子机制正逐步被揭示。     

一例短QT综合征患者HERG基因的突变筛查

目的研究HERG基因是否是1例有家系的短QT综合征患者的致病基因。方法1例30岁女性患者,以室颤和心源性晕厥起病,ECG提示有QT间期缩短,血电解质及心脏结构正常。其母亲与女儿均有QT间期缩短。诊断为短QT综合征。本研究提取该患者基因组DNA,应用PCR方法扩增HERG基因的16个外显子编码区和邻近序列,PCR产物纯化后,经ABI PRISM3700 DNA全自动测序仪直接测序,然后与NCBI数据库中HERG基因的序列进行比较。结果本研究发现8个多态性位点（SNP）,其中7个在NCBI的SNP库中均有报道,1个是新的,位于第8个外显子上,T/C杂合,不引起编码氨基酸的改变。未在HERG基因上发现有意义的突变。结论HERG基因不是该例短QT综合征患者的致病基因。     

HERG基因Y475C突变致2型长QT综合征的机制探讨

目的研究HERG基因Y475C突变的致病机制。方法利用DNA定点突变技术构建Y475C表达载体,脂质体介导法转染人胚胎肾细胞进行表达。转染后48h用膜片钳技术记录KCNH2(亦称HERG)通道电流变化情况,明确Y475C突变导致2型长QT综合征的机制。结果电生理学研究显示与野生型通道电流相比,Y475C突变单独或与等量野生型质粒共转染时电流密度均显著降低,并且通道激活特征,包括V1/2(半激活电压)和K斜率因子也有显著改变。Y475C对通道失活特征无显著影响。结论Y475C突变通过负显性抑制效应以及通道门控特性的改变导致该基因编码的快速激活延迟整流钾电流显著降低是引起患者QT间期延长的机制。     

HERG基因新突变与家族性QT延长综合征

目的：对一祖孙四代的QT延长综合征（LQTS）家系进行临床研究及分子遗传学分析，并揭示该家系成员基因型与基因表型之间的关系，方法：搜集整理先证者及该家系成员的临床资料。采用PCR－SSCP进行基因突变位点的初步检测，并应用直接测序的方法进行验证。结果：该家系26例中达到临床诊断标准者6例，可疑诊断1例，其共同的心电图特征为：QTc≥0．46s，T波宽大双峰，U波明显，基因检测结果表明，7例成员HERG基因的10号外显子均出现一个新的单碱基的转换突变（CGA2587TGA），该无义突变导致快速激活延迟整流性钾通道（IKr)，缺失了296个氨基酸，结论：该研究发现了LQTS一个新的致病基因突变位点，并验证了LQTS2型患者的心电图特点，推测该家系中致病基因携带者心电图U波的出现可能同IKr蛋白质C末端的缺失有关。