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HMS-01是由我们实验室以红霉素为前体改造而来的抗疲劳新药,笔者在前期工作中发现,红霉素能明显延长小鼠游泳和跑台的疲劳时间,肌肉疲劳指数提高,增加糖原含量,增强线粒体功能和ATP水平,有望成为治疗肌肉疲劳的潜在药物[1]。但是红霉素作为大环内酯类抗生素无法应用为抗疲劳药物,因此,笔者在红霉素的基础上进行改造,得到了新化合物HMS-01,在抗疲劳实验研究中效果显著,得到国家重大新药研发的资金支持,目前已进入临床前研究阶段。红霉素具有潜在的心脏毒性,导致QT延长综合征[2]。因此对新化合物HMS-01进行心脏毒性评价十分必要。
人类Ether-a-go-go-Related基因(hERG)编码的快速激活钾通道是参与心肌动作电位3期复极形成的重要离子通道[3-4]。药物阻断hERG通道会导致心脏复极延长,心电图表现为QT间期延长,称为长QT间期综合征。药物引起的心室延迟复极在某些情况下可能引发致命性心律失常-尖端扭转型室性心动过速[5-6]。
据统计,25%~40%的先导化合物都显示出不同程度的hERG相关毒性,而且很多药物由于可能导致QT间期延长风险而被撤出市场。在临床上,若某药物诱导发生扭转型室性心动过速后果极其严重,有必要采用合适的技术方法,检测是否可能诱发这种严重的心律失常,因此2005年国际协调会 (ICH) 颁布的指导原则“评价人用药品潜在致心室复极化延迟作用(QT间期延长)的安全药理学研究(S7B)”建议所有的药物均需要评估其在原代心肌细胞或重组细胞中对心肌延迟复极的作用[7-9],美国FDA等药物监管部门也要求新药申报必须有hERG心脏安全性的评估数据。心脏毒性问题也越来越引起我国重视,2014年,我国食品药品监督管理总局推出《药物QT间期延长潜在作用非临床研究技术指导原则》,明确指出体外实验中可使用“离体动物或人心肌细胞、培养心肌细胞系或克隆的人离子通道异种表达体系测定离子流”[10],目前,中国食品药品监督总局(NMPA)也要求研究中的新药(IND)申报临床试验前需要有hERG/IKr安全性评价的数据。
因此,在新药临床前试验引入hERG安全性检测,是非常必要的,可以有效控制新药研发的风险和成本。在体外实验中,常常会选择稳定表达钾离子通道蛋白的转染有hERG基因的哺乳动物细胞系细胞[9],哺乳动物细胞的实验结果更接近于人体生理条件[10],本次实验中我们选用的是人胚肾细胞(HEK293细胞)[11]。实验中使用的阳性对照药西沙必利有促心律失常的作用,hERG是西沙必利作用的分子靶点,基本机制是阻断hERG电流,低浓度时可有效阻断HEK293中异源表达的hERG通道[12]。
全细胞膜片钳技术是hERG安全性评价的金标准,“膜片”即表示细胞膜,“钳”则是指控制,可分为电压钳和电流钳,膜片钳技术简单说是一种通过玻璃微吸管电极控制细胞后监测并记录膜电流,通过分析膜电流的变化了解离子通道的本质。膜片钳技术在药物体外安全性评价中已经广泛普及,在发现药物毒性后及时止损大大缩短药物开发周期。
笔者采用膜片钳技术检测被测化合物(HMS-01)对hERG通道阻断作用的浓度效应关系,从而评价样品对心脏hERG钾通道抑制作用的风险,评价其引发心室复极毒性的风险。本试验是遵循GLP指导原则进行的非GLP实验,研究根据相关文献以及标准操作程序进行。
The effect of HMS-01 on stably expressed hERG channel currents in HEK293 cells detected with the manualpatch clamp method
doi: 10.12206/j.issn.1006-0111.202110082
- Received Date: 2021-10-25
- Rev Recd Date: 2022-01-12
- Available Online: 2022-05-25
- Publish Date: 2022-03-25
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Key words:
- manualpatch clamp method /
- HEK293 cells /
- hERG channel
Abstract:
Citation: | ZHANG Huimin, XIANG Kefa, SHI Xiaofei, QIN Zhen, LIU Xia. The effect of HMS-01 on stably expressed hERG channel currents in HEK293 cells detected with the manualpatch clamp method[J]. Journal of Pharmaceutical Practice and Service, 2022, 40(2): 132-135, 142. doi: 10.12206/j.issn.1006-0111.202110082 |