HCN離子通道涉及局部麻醉藥物作用及機制

《HCN離子通道涉及局部麻醉藥物作用及機制》是依託華中科技大學，由陳向東擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：HCN離子通道涉及局部麻醉藥物作用及機制
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：陳向東
• 依託單位：華中科技大學

中文摘要

局部麻醉是臨床上常見的麻醉技術，套用非常廣泛。現代局部麻醉使用至今已經超過一個半世紀，雖然傳統上認為局麻藥通過作用於鈉通道而達到局麻作用，但實際上局麻作用機制並沒有完全闡明。一些強效特異的鈉通道阻滯劑並不能如局麻藥利多卡因一樣直接套用於臨床，同時很多局麻輔助藥並不能抑制鈉通道但能增強局麻藥的作用。本課題根據前期研究結果，提出超極化激活的陽離子通道（HCN）協同鈉離子通道參與局麻藥作用的假設。為了驗證這個假設，我們設計使用膜片鉗技術檢測局麻藥及輔助藥對表達到卵母細胞以及脊髓DRG神經元的HCN和鈉通道電流的影響，製作HCN基因剔除小鼠和點突變基因嵌入小鼠來驗證這些藥物的作用，最後利用這些小鼠建立局麻的動物模型分析HCN和鈉通道是否協同參與局麻藥及輔助藥的麻醉作用，驗證我們的假設。完成本課題研究將可以提出HCN通道參與局麻藥作用的新觀點,為開發出更好，更長效、更特異的局麻藥提供理論根據。

結題摘要

雖然傳統上認為局麻藥通過作用於鈉通道而達到局麻作用，但一些強效特異的鈉通道阻滯劑並不能如局麻藥利多卡因一樣直接套用於臨床，同時很多局麻輔助藥並不能抑制鈉通道但能增強局麻藥的作用。本課題根據前期研究結果，提出超極化激活的陽離子通道（HCN）協同鈉離子通道參與局麻藥作用的假設。我們設計的課題得到了國家自然科學基金委的一年期資助，在這個一年期基金資助下，我們簡化了原來的科研設計，得到了非常有意義的研究結果。 我們設計套用HCN1基因剔除小鼠，採用分子生物學技術、電生理膜片鉗技術和坐骨神經阻滯模型和鞘內注射模型驗證我們的假設。 首先套用western blotting檢測了脊髓DRG神經元和坐骨神經的HCN1和HCN2基因表達情況，發現野生型小鼠HCN1和HCN2基因在脊髓DRG神經元和坐骨神經都有明顯表達，HCN1基因剔除小鼠HCN1基因在脊髓DRG神經元和坐骨神經都被敲除，但HCN2基因的蛋白質表達沒有收到影響。 在這個結果的基礎上，我們設計使用膜片鉗技術檢測局麻藥對脊髓DRG神經元的HCN和鈉通道電流的影響。我們發現脊髓大小DRG神經元的HCN電流有差別，大DRG神經元HCN電流符合HCN1電流，剔除HCN1基因大DRG神經元HCN電流幾乎完全消失，但小DRG神經元的慢HCN電流保留，利多卡因明顯抑制這些HCN電流。大小DRG神經元的鈉離子電流沒有明顯差別，剔除HCN1基因不影響鈉離子電流，但是明顯增強利多卡因對鈉離子電流的抑制作用。 最後我們分別採用運動功能評分和針刺刺激、熱刺激以及Von-Frey纖維方法,在野生型小鼠和HCN1整體剔除小鼠上評估感覺和運動功能以及使用HCN特異性抑制劑在這些小鼠上對感覺和運動功能的影響。我們發現雖然HCN特異性抑制劑ZD-7288單獨不能產生局麻作用，但是剔除HCN1基因明顯影響利多卡因在坐骨神經和鞘內注射的局麻作用，同時HCN特異性抑制劑ZD-7288可以明顯增強利多卡因在坐骨神經和鞘內注射的局麻作用。這些研究結果明顯證實了我們的假設，即HCN和鈉通道協同參與了局部麻醉藥物利多卡因等的局麻作用。我們的研究結果為開發出更好，更長效、更特異的局麻藥提供理論根據。