东亚钳蝎镇痛活性肽对钠离子通道的作用研究

东亚钳蝎Na+通道蝎毒镇痛肽是一种宝贵的来源于药用动物的潜在镇痛药物，但是蝎毒镇痛活性肽与疼痛相关的电压门控钠离子通道亚型间的作用机制尚不清楚。本项目基于已从全蝎分离纯化筛选到并在大肠杆菌实现其可溶性表达的三种具有镇痛作用的单纯单链Na+通道镇痛活性肽为基础，在体外表达特异电压门控钠离子通道亚型的实验模型上，利用膜片钳全细胞记录模式和激光扫描共聚焦显微镜技术，研究蝎毒镇痛肽与疼痛相关电压门离子通道亚型Nav1.3、Nav1.7、Nav1.8 和Nav1.9之间的作用关系。由于不同的电压门控钠离子通道亚型与不同的疼痛状态有关，因此深入研究具有不同镇痛类型和效果的蝎毒素同电压门控钠离子通道亚型作用的相关性，为研究活性肽从离子通道开始信号转导的镇痛作用机制，从中寻找到药物作用靶点以及建立药物筛选模型，开发拥有原创性自主知识产权的创新药物等方面，奠定坚实的物质基础和理论依据。

由于蝎毒素蕴含特异钠离子通道调节剂的丰富资源，因此有强大的研发新型镇痛肽的治疗潜力。目前已成功从蝎毒天然组份中分离得到三种东亚钳蝎镇痛肽，并且通过原核表达系统进行高效可溶性表达。实验表明这三种钠离子通道蝎毒镇痛肽对不同的疼痛类型有着不同的镇痛效果。本课题首先建立体外表达特异电压门控钠离子通道亚型的实验模型，从而可以进行离子通道结构功能分析和药物作用机制等相关研究。继而在体外实验模型上研究三种钠离子通道蝎毒镇痛肽与疼痛相关电压门控钠离子通道亚型Nav1.3、Nav1.7、Nav1.8 和Nav1.9之间的作用关系。. 本项目采用了三种蝎毒镇痛活性肽Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，分别作用于稳定表达Nav1.3、Nav1.7、Nav1.8 和Nav1.9的稳定细胞系，通过激光共聚焦显微镜及膜片钳技术，分别检测了钠离子浓度、电流的抑制情况，分析三种镇痛肽分别对四种钠离子通道亚型影响的程度及作用方式。其中活性肽Ⅰ对三叉神经痛有镇痛效果，主要作用于Nav1.3和Nav1.9；活性肽Ⅱ具有消炎止痛的作用，对Nav1.7和Nav1.8的作用较显著；活性肽Ⅲ具有抗神经兴奋和镇痛的作用，对Nav1.8的作用大于其它通道亚型。这些数据表明不同种类的疼痛与不同种类的钠通道亚型密切相关，但是各个亚型之间也存在着必然的联系，因此通过蝎毒素来筛选出特异性较强的靶分子药物模型是现今研究疼痛的主要手段之一。. 由于不同的电压门控钠离子通道亚型与不同的疼痛状态有关，因此寻找到蝎毒镇痛肽作用离子通道的靶位点，深入研究具有不同镇痛类型和效果的蝎毒素同电压门控钠离子通道亚型作用的相关性，从而能够预测蝎毒镇痛活性肽对哪种类型疼痛状态的镇痛作用最具选择性和高效性。为开发具有高效高选择性镇痛作用,副作用小并且无药物依赖性的蝎毒镇痛肽提供新思路。