一种治疗2型长qt综合征的药物组合物及其应用

文档序号:349872 发布日期:2021-12-07 浏览:19次 >En<

阅读说明:本技术 一种治疗2型长qt综合征的药物组合物及其应用 (Pharmaceutical composition for treating type 2 long QT syndrome and application thereof ) 是由 廉姜芳 杨曦 郑泽群 黄晓燕 宋勇飞 袁园 于 2021-08-10 设计创作,主要内容包括:本发明属于医药领域,涉及一种治疗2型长QT综合征的药物组合物及其应用。本发明利用免疫印迹检测发现鲁玛卡托和HSF1A二者联合应用对hERG突变蛋白的成熟转运具有明显的促进作用,在转染hERG及其突变质粒的HEK-293细胞模型中应用鲁玛卡托、HSF1A,利用全细胞膜片钳检测hERG通道产生的I-(kr)电流,发现二者联合应用电流密度显著增加,且使突变通道的激活门控动力学向野生型转变,可见本发明利用鲁玛卡托和HSF1A二者联合通过上调关键的转运分子伴侣Hsp70和Hsp90来实现hERG突变蛋白的转运,通过促进hERG突变蛋白的成熟转运达到治疗2型长QT综合征的目的。(The invention belongs to the field of medicines, and relates to a pharmaceutical composition for treating type 2 long QT syndrome and application thereof. The invention discovers that the combined application of the Lumaka and the HSF1A has obvious promotion effect on the maturation transport of hERG mutant protein by utilizing the immunoblotting detection, applies the Lumaka and the HSF1A in an HEK-293 cell model for transfecting hERG and mutant plasmids thereof, and utilizes the whole-cell patch clamp to detect I generated by an hERG channel kr The current density is obviously increased by combining the two, and the activation gating dynamics of a mutation channel is changed to the wild type, so that the invention realizes the transport of the hERG mutant protein by combining the Lumakato and the HSF1A and up-regulating key transport molecular chaperones Hsp70 and Hsp90, and achieves the aim of treating the type 2 long QT syndrome by promoting the mature transport of the hERG mutant protein.)

一种治疗2型长QT综合征的药物组合物及其应用

技术领域

本发明属于医药领域,涉及一种治疗2型长QT综合征的药物组合物及其应用。

背景技术

先天性长QT综合征(LQTS)是一种遗传性的心脏离子通道病,是由15个常染色体上显性遗传相关基因突变导致的,临床上主要分为17个亚型,其特征是QT间期延长和与情绪、压力等相关的心律失常。2型长QT综合征(LQT2)是我国最常见的亚型,由KCNH2(也称hERG)突变导致心脏动作电位3相复极化的快速激活延迟整流钾电流Ikr减少所致。

hERG通道蛋白的细胞内成熟需要众多分子伴侣的辅助,尤其是胞质中的热休克蛋白Hsp70和Hsp90,以及内质网中的相关应激蛋白。功能研究也表明,hERG突变导致细胞内蛋白的成熟转运障碍引起膜通道减少是LQT2发病的主要机制。由于发病机制复杂,LQT2的治疗仍面临着严峻挑战。虽然应用β受体拮抗剂及植入心律转复除颤器(ICD)等治疗对预防高风险患者发生致命性心律失常有一定作用,但这些治疗都无法从根本上纠正hERG的转运产生根治效果。

鲁玛卡托在临床上作为一种治疗囊性纤维化的药物被证实对hERG突变蛋白的转运具有促进作用,纠正LQT2的表型。而这种药物在促进hERG突变蛋白转运的细胞内作用过程和作用靶点并未表征,因此针对hERG的成熟转运机制,探讨鲁玛卡托在细胞内的作用靶点为高效促进hERG蛋白成熟以及新的治疗策略提供思路具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题,提出了一种促进hERG突变蛋白成熟转运增加成熟型hERG的表达水平以及纠正其电生理特性的治疗2型长QT综合征的药物组合物。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现:一种治疗2型长QT综合征的药物组合物,所述组合物包括鲁玛卡托与HSF1A。

在上述的一种治疗2型长QT综合征的药物组合物中,鲁玛卡托与HSF1A摩尔比为(1.0-2.0):1。

在上述的一种治疗2型长QT综合征的药物组合物中,药物组合物为注射制剂、口服制剂或外用制剂中的一种或多种。

在上述的一种治疗2型长QT综合征的药物组合物中,药物组合物为片剂、胶囊剂、散剂、丸剂、颗粒剂、注射剂或乳剂中的一种或多种。

本发明还提供了一种上述药物组合物在制备治疗2型长QT综合征的药物中的应用。

在上述的一种药物组合物在制备治疗2型长QT综合征的药物中的应用中,2型长QT综合征为hERG基因突变导致hERG转运障碍。

在上述的一种药物组合物在制备治疗2型长QT综合征的药物中的应用中,通过鲁玛卡托和HSF1A上调了热休克因子Hsp70和Hsp90。Hsp70和Hsp90是热休克蛋白,具有分子伴侣的活性,可以促进错误蛋白折叠以及成熟,鲁玛卡托单一用药可以增加hERG蛋白成熟。HSF1A是Hsp70和Hsp90的激活剂,单一用药可以激活Hsp70和Hsp90。相对于单一用药,本发明联合鲁玛卡托和HSF1A上调关键的转运分子伴侣Hsp70和Hsp90实现了hERG突变蛋白的转运,增加成熟型hERG的表达水平以及纠正其电生理特性,通过促进hERG突变蛋白的成熟转运达到治疗2型长QT综合征的目的。

在上述的一种药物组合物在制备治疗2型长QT综合征的药物中的应用中,通过鲁玛卡托和HSF1A下调了HSF1。hERG突变蛋白转运的促进作用通过上调关键的转运分子伴侣Hsp70和Hsp90来实现,而它们的上调反馈抑制了HSF1表达。

与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

本发明利用免疫印迹检测发现鲁玛卡托和HSF1A二者联合应用对hERG突变蛋白的成熟转运具有明显的促进作用,在转染hERG及其突变质粒的HEK-293细胞模型中应用鲁玛卡托、HSF1A,利用全细胞膜片钳检测hERG通道产生的Ikr电流,发现二者联合应用电流密度显著增加,且使突变通道的激活门控动力学向野生型转变,可见本发明利用鲁玛卡托和HSF1A二者联合通过上调关键的转运分子伴侣Hsp70和Hsp90来实现hERG突变蛋白的转运,通过促进hERG突变蛋白的成熟转运达到治疗2型长QT综合征的目的。

附图说明

图1为热休克蛋白Hsp70、Hsp90以及HSF1的表达结果图。

图2为hERG、Hsp70、Hsp90、β-tubulin的SDS聚丙烯酰胺电泳凝胶结果图。

图3为鲁玛卡托(LUM)和/或HSF1A增强了hERG通道电流坐标图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例,对本发明的技术方案作进一步的描述,但本发明并不限于这些实施例。

实施例1:

细胞培养及hERG转运障碍模型的构建:采用瞬时转染,将pcDNA3-Mock、pcDNA3-HERG、pcDNA3-HERG/pcDNA3-HERG-A561V、pcDNA3-HERG-A561V质粒转染产生对照、野生、杂合和突变的hERG的HEK293细胞系。将上述细胞在含有10%胎牛血清的DMEM(高葡萄糖)中培养,并维持在含5%二氧化碳的37℃培养箱环境中。从培养皿中收集细胞,重新悬浮成单细胞后培养在新鲜MEM的小皿中至少4小时以备使用。

定量RT-PCR:药物处理前后的细胞使用TransZol Up(全式金)裂解并提取总RNA,反转录成cDNA后使用1μg作为模板,按照2×T5 Fast qPCR Mix(擎科生物)方案配置成20μl的反应体系检测目的基因表达,以SYBR Green I作为表达信号,检测过程中GAPDH为看家基因,相关引物如表1所示。

RNA提取条件:

1.收集1×106细胞,加入1mlTransZol Up试剂裂解细胞;

2.加入200ul氯仿溶液,剧烈震荡,静置10min;

3.离心12000rpm 20min,取上层水相层转移至新离心管中,加入500ul异丙醇,颠倒混匀,静置10min;

4.离心12000rpm 10min,弃上层,加入1.5ml 75%乙醇,吹悬沉淀;

5.离心12000rpm 5min,弃上清,干燥10min;

6.加入50ul DEPC水,冰上溶解10min,使用Nanodrop仪器测定RNA浓度,并把所有样本RNA浓度稀释成500ng/ul。

逆转录反应条件:

体系制备:RNA 2ul,Oligo(dt)Primer(0.5ug/ul)1ul,2XES reaction mix 10ul,easyScript RT/RI enzyme MIX 1ul,gDNA remover 1ul,RNase free water 5ul。

反应条件:在PCR仪(品牌:eppendorf;型号:mastercycle)中,设置程序:42℃15min;85℃5s;取出样本,加入180ul DEPC水混匀,存放-20℃冰箱待用。

表1:荧光定量PCR反应条件及体系配置:

反应条件:95℃,2min;95℃,10s;60℃,15s(采集信号)(35个循环);熔解曲线:60℃-95℃2℃/s采集信号。

表2:HSF1、Hsp70、Hsp90、GAPDH引物

药物和试剂准备:鲁玛卡托(品牌:Selleck货号:S1565)及HSF1A(品牌:Selleck货号:S0294)以10mmol的浓度储存于二甲基亚砜中,使用二甲基亚砜稀释为终浓度分别为12.5μmol和10μmol,等量的二甲基亚砜加入到未加药组中以作对照。分成五组分别为:

野生型:hERG-WT;杂合组:hERG-WT+hERG-A561V;杂合加鲁马卡托处理组:hERG-WT+hERG-A561V+LUM;杂合加HSF1A处理组:hERG-WT+hERG-A561V+HSF1A;杂合加鲁玛卡托和HSF1A处理组:hERG-WT+hERG-A561V+LUM+HSF1A。

蛋白免疫印迹:药物孵育24小时后,用RIPA裂解液提取不同组别的蛋白。将等量蛋白质(20μg)在7.5%的SDS聚丙烯酰胺电泳凝胶上分离不同的目的蛋白。经转膜,封闭后选用特异性目的蛋白的一抗孵育条带过夜。其中hERG抗体(品牌:Alomone/Alomone Labs,货号:APC-062)、Hsp70抗体(品牌:Abcam,货号:ab2787)、Hsp90抗体(品牌:Abcam,货号:ab282108)、β-tubulin抗体(品牌:transgene,货号:HC101-01)稀释依次为1:400、1:1000、1:10000、1:3000)。使用相应的二抗Goat Anti-Rabbit IgG(H+L),HRPConjugate和Goat Anti-Mouse IgG(H+L),HRP Conjugate(品牌:transgene货号:HS101-01和HS201-01)(1:3000)孵育1小时后使用ImageQuant LAS 500可视化条带,β-tubulin作为归一化内参蛋白。

膜片钳电生理分析:在处理不同细胞模型24小时后被重新消化并分离成单细胞铺种在35mm培养皿中,5小时后进行电生理分析。全细胞膜片钳系统用于引出hERG通道的Ikr电流,具体为:在-80mV的静息状态下去极化到-60mV,然后以每10mV的阶跃电流继续去极化至+60mV,持续3s,随后以3s的复极化到-40mV引出hERG尾电流。

其中电极外液为:4mM KCl、137mM NaCl、1.8mM CaCl2、10mM葡萄糖、1mM MgSO4、10mM HEPES,用NaOH调节pH至7.4;

电极内液为:30mM KCl、5mM EGTA、5mM Mg-ATP、1mM MgCl2、10mM HEPES,用KOH调pH至7.2。

PCR及免疫印迹至少进行3次生物学重复实验,电生理分析每个分组至少标测6个不同的细胞电流。数据使用均值M±标准差SD表示。分子生物学实验使用双侧配对t检验,电生理实验使用Wilcoxon Mann–Whitney U检验来检测组别的统计学差异,P<0.05代表差异显著。

表3:各个细胞系半激活电压及斜率因子测试结果

图1为热休克蛋白Hsp70、Hsp90以及HSF1的表达结果图。从图中可知鲁玛卡托在hERG转运障碍的HEK-293细胞中显著上调了热休克因子Hsp70和Hsp90,而下调了它们的上游因子HSF1,提示鲁玛卡托对于hERG突变蛋白转运的促进作用可能通过其关键的转运分子伴侣Hsp70和Hsp90来实现,而它们的上调反馈抑制了HSF1表达。

图2为hERG、Hsp70、Hsp90、β-tubulin的SDS聚丙烯酰胺电泳凝胶结果图。从图中可知,鲁玛卡托和HSF1激活剂HSF1A单独或联合作用均可不同程度促进hERG成熟蛋白(155KDa)的表达,二者联合作用使这种促进作用更加明显(图2-A);这种促进蛋白转运的作用不仅在hERG突变蛋白的模型中起作用,野生型hERG的细胞中这种作用依旧存在;并且相应地,Hsp70和Hsp90的蛋白表达水平在鲁玛卡托及HSF1A作用后上调(图2-B)。

图3为鲁玛卡托(LUM)和/或HSF1A增强了hERG通道电流坐标图。图3-A显示了在不同细胞模型中(野生型:hERG-WT;杂合组:hERG-WT+hERG-A561V;杂合加鲁玛卡托处理组:hERG-WT+hERG-A561V+LUM;杂合加HSF1A处理组:hERG-WT+hERG-A561V+HSF1A;杂合加鲁玛卡托和HSF1A处理组:hERG-WT+hERG-A561V+LUM+HSF1A)的电流记录示踪,纵坐标代表电流I(pA),横坐标代表时间T(ms);图3-B显示了引出hERG通道电流使用的刺激脉冲方案;图3-C表明鲁玛卡托(LUM)和HSF1A增加了通道的激活电流,联合处理后电流(pA/pF)增加更加明显;图3-D和图3-E分别表明两种药物单独或联合作用时通道的尾电流明显增加,联合作用时效应更加突出,并且标化后的峰值尾电流(I/Imax)使用Boltzmann方程拟合后显示了药物处理后通道的激活门控动力学呈现野生型,尤其在两种药物联合时。

综上所述,鲁玛卡托和HSF1A单独或联合作用虽然均可不同程度地增加hERG激活电流及尾电流,尤其是二者联合作用电流幅度增加更加显著,细胞表型纠正更加明显。标化后的峰值尾电流使用Boltzmann拟合方程获得各组对应的半激活电压(V1/2)以及激活曲线斜率k值,表明在鲁玛卡托和HSF1A单独作用时(尤其是HSF1A)能够使hERG通道激活曲线参数更加接近野生型通道,这种作用在二者联合作用时更加明显,表明鲁玛卡托联合HSF1A不仅增加了hERG突变通道的电流,还纠正了其突变后的负性激活门控变化。

本处实施例对本发明要求保护的技术范围中点值未穷尽之处以及在实施例技术方案中对单个或者多个技术特征的同等替换所形成的新的技术方案,同样都在本发明要求保护的范围内;同时本发明方案所有列举或者未列举的实施例中,在同一实施例中的各个参数仅仅表示其技术方案的一个实例(即一种可行性方案),而各个参数之间并不存在严格的配合与限定关系,其中各参数在不违背公理以及本发明述求时可以相互替换,特别声明的除外。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段,还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。以上所述是本发明的具体实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

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