我国药学专家研究发现M3R/IKM3为心律失常药物干预新调控点

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由哈尔滨医科大学药理学家杨宝峰教授领衔完成的国家自然科学基金课题——“心源性猝死发生及药物干预新调控点研究”，日前获黑龙江省科技进步一等奖。此项研究首次发现激动心脏乙酰胆碱受体亚型M3R/IKM3为缺血性心律失常药物干预的新调控点，具有抗缺血性心律失常的作用；心肌M3受体与间隙连接蛋白43（Cx43）存在结构性“孪生”关系，两者间在心肌缺血时的相互调节，成为药物治疗缺血性心律失常的重要靶点。
近年来，我国心源性猝死的发生率逐年增加，而引发猝死的主要原因为心肌梗死、心衰及长QT间期延长综合征。其中，由缺血性心脏病引起的心源性猝死发生率为80%。本课题立项之初，就针对当前学术界在心源性猝死研究上的难点、热点问题，从受体、离子通道、心肌细胞间信号、神经递质传导、信号传导通路等方面进行了多层次、多角度、全方位的探索。
在杨宝峰教授带领下，课题组首先制成大鼠心肌缺血模型，从中发现激动心受体亚型M3/IKM3可抑制心肌缺血和心肌细胞凋亡，能有效保护心肌，同时能降低心肌缺血所致的严重心律失常。课题组通过免疫组化、激光共聚焦显微镜等一系列先进的实验技术，首次证实M3受体与细胞连接蛋白43存在结构性共定位关系，在心肌缺血时，M3受体与连接蛋白43之间的关系被损害，而心肌缺血改善时，M3受体与连接蛋白43关系就会修复。
以往的研究发现，快速激活延迟整流钾电流（Ikr）是维持细胞正常功能的重要电流，同时也是抗心律失常药物作用的最佳靶点，而HERG基因为编码Ikr的基因，当HERG通道发生变异或功能异常，就会导致心律失常，产生长QT综合征（LQTS），这是导致心源性猝死的重要因素。据此，课题组应用分子克隆等生物学技术，结合膜片钳实验方法，对HERG通道的特性进行了全面研究，同时观察了在缺血及高糖、低糖代谢紊乱条件下HERG通道的改变，确定了药物对其调控的特性。研究者发现，几乎各类抗心律失常药均作用于HERG通道，使通道变异，并抑制蛋白表达，导致药物失去作用。
课题组还发现，As2O3诱发长QT综合征导致恶性心律失常发生，而酸度变化是缺血性心律失常的重要影响因素——酸化时HERG通道发生变化，导致心肌缺血时很多药物对其作用出现差异，如抗心律失常药物奎尼丁、阿齐利特在缺血时对HERG通道失去调控，而多非利特仍具有抑制效果，这就合理地解释了临床上奎尼丁、阿齐利特对缺血性心律失常疗效不佳而多非利特仍然有效的原因，科学地解答了困扰临床和药理学界多年的困惑。此外，该研究证实，糖尿病患者之所以出现长QT综合征，正是由HERG通道变异或功能下调而引起。
专家评价指出，本项研究建立了以HERG钾离子通道为靶点，结合功能基因组学评价抗心律失常药物及非心血管药物的技术平台，为研究安全有效的抗心律失常新药及指导临床用药开展了原创性工作，推动了功能基因组学在药物研发中的应用和发展。