抗KAch通道胞外环肽段抗体阻滞IKAch及治疗心房颤动机制的研究

Atrial fibrillation (AF) is the most common arrhythmia in clinics and could increase the risk of death, congestive heart failure and embolic phenomena. Class III antiarrhythmic agents are effective in treating AF but have major limitations, therefore, more potent and safer agents need to be explored in the management of AF. Over the last two decades, acetylcholine-activated K+ current (IKAch) carried by KAch channels have been identified as major repolarizing currents in human atrium, but not in the ventricle. Blockade of IKAch was validated to prevent the occurrence of AF without ventricular proarrhythmic effects. In this study, we chose two extracellular peptides of human KAch channel carrying IKAch as antigenic determinants to generate the antibodies. Furthermore we study the effect of these antibodies on IKAch and human atrial action potention to evaluate whether the antibodies could be used as a potent and safer agent for AF therapy. Based on the antibody generation regimen, a vaccine targeting KAch extracellular peptides, which can serve as a novel KAch blocker to inhibit IKAch, would probably be developed as a novel drug for the treatment of AF.

心房颤动（房颤）是具有严重危害性的最常见的持续性心律失常，现有药物治疗房颤长期效果不佳且安全性不高，因此寻求新的，安全有效的房颤治疗途径很有必要。研究发现，人心房肌细胞上存在一种特有的由KAch通道表达的外向复极钾电流IKAch，其在房颤的发生和维持中发挥了重要的作用，阻滞该电流可以抑制房颤的发作和维持，且不导致室性心律失常的发生。我们在前期研究中预测出KAch通道胞外环上2段肽段可以作为抗原决定簇,制备抗KAch通道胞外环肽段抗体。本项目拟通过观察抗体对人心房肌细胞IKAch，动作电位时程和有效不应期,以及心脏其他离子通道的作用，评价该抗体是否可以作为人心房肌KAch通道特异性阻滞剂，并将筛选出的抗原决定簇免疫犬，在整体动物中研究该抗体对房颤的作用及其机制。该研究为房颤的治疗提供一种新的，安全的途径，并可能为针对KAch通道胞外环肽段的房颤治疗性疫苗的研制奠定基础。

心房颤动（房颤， AF）是临床最常见的一种持续性心律失常，是致残和致死的重要心血管危险因素。将房颤心律恢复为窦性心律并长期维持即节律控制是房颤治疗的重要策略。但临床研究显示，现有的节律控制药物长期维持窦性心律的效果差，房颤复发率高，且药物对心脏和心脏以外的器官毒副作用较大。因此探寻新的，安全，有效的房颤治疗途径很有必要。研究发现，人心房肌细胞上存在一种特有的外向复极钾电流——乙酰胆碱敏感性钾电流（IKAch），而人心室肌细胞并不存在该电流，IKAch在房颤的发生和维持中发挥了重要的作用，阻滞该电流可使心房肌细胞动作电位时程和有效不应期缩短，从而有效预防和终止房颤，且由于该电流不表达于心室肌细胞，因此避免了致命性心律失常的发生。抗体类药物生物半衰期长且抗体和抗原的结合呈高度特异性，近些年通过抗体起作用的治疗性疫苗已用于冠心病，高血压等多种疾病的治疗。受此启发，结合现有房颤转复药物存在的特异性不强易引发致命性心律失常发生以及转复后维持窦性心律效果差的缺点，本研究旨在研发一种针对KAch通道的特异性抗体作为该通道特异性的阻滞剂为房颤的治疗提供一条新的途径。本研究成功制备出能特异性识别表达于人心房肌细胞hKAch通道蛋白的两段抗体，应用电生理、免疫、分子生物学等多种实验技术，对抗体的有效性和特异性进行验证，实验结果证实：抗hKAch胞外环肽段Kir3.4-E113抗体能有效阻滞窦性心律患者和房颤患者心房肌IKAch，从而延长两组患者心房肌细胞的动作电位时程，且抗hKAch胞外环肽段Kir3.4-E113抗体对心脏其他离子电流无影响，特异性高，可作为一种新的、特异性IKAch阻滞剂，可能为房颤的治疗提供一条新的、更为安全有效的途径。如果我们能研制出针对心房选择性离子通道的治疗性疫苗，将有助于房颤转复后窦性心律的维持且由于离子通道的电重构在房颤的早期已经发生，疫苗的应用也许能起到逆转或消除心房电重构，预防房颤发生的作用，因此本研究为针对KAch通道胞外环肽段的房颤治疗性疫苗的研制奠定了基础。