離子通道是細胞膜(包括細胞質膜和細胞內膜)上具有特殊功能的跨膜蛋白質,由于帶電的離子不能自由通過磷脂雙分子層,只能通過細胞膜上的離子通道進行轉運,因此離子通道在生物體的生命活動中起著至關重要的作用??蒲Ы綞岳胱油ǖ辣硎境讎ê裱芯啃巳?,可追溯至20世紀40年代提出的“Na /K 雙通道模型”,此后隨著分子生物學、電生理學等學科的發展,人們對離子通道的有了質的飛躍,不僅僅是存在于理論中的概念。有關于離子通道的研究,更榮獲了史上2次諾貝爾獎,分別是1991年膜片鉗技術的發展證明了離子通道的存在、2003年鉀通道立體結構揭秘闡述了離子是如何通過由不同信號控制開關的通道。

  細胞膜離子通道是生命有機體保持正常功能的基石之一,其分布及活性對細胞、組織的興奮性及功能十分重要,人體組織中存在多種離子通道, 每種通道又存在多種亞型。他們既是生理調節的重要因素,又是藥物作用的靶點。據統計,目前已有超過500個人類離子通道基因已被發現,相信未來對于離子通道類的膜通道蛋白靶點藥物開發需求也越趨迫切。此外,離子通道也是藥物心臟安全性評估的重要指標之一。

  離子通道結構和功能的研究需綜合應用各種技術,包括:電壓和電流鉗位技術、單通道電流記錄技術、通道蛋白分離、純化等生化技術、人工膜離子通道重建技術、通道藥物學、基因重組技術及一些物理和化學技術。其中,傳統膜片鉗技術被公認為離子通道功能檢測的“黃金標準”,能夠記錄瞬時離子通道電生理功能狀態。但其操作技術難度大限制了藥物高通量篩選的應用。全自動膜片鉗也因成本費用以及成功率問題,而難以廣泛應用。為適應藥物早期大量篩選需求,或者藥物安全性評價的二級篩選需要,Aurora憑借自身出色化學分析研發經驗推出離子通道閱讀器(Ion Channel Reader),配合非放射性標記的Flux Assays檢測方法,精準檢測細胞內外目標離子流動情況,從而進行離子通道功能分析。由于檢測方法不需要依賴于細胞電壓或電流,相對于手動或全自動膜片鉗,也十分適合某些電中性的膜通道研究。

ICR12000
離子通道閱讀器ICR 12000
ICR8000
離子通道閱讀器ICR 8000

應用

離子通道閱讀器ICR 8000和ICR 12000可應用在以下的離子通道研究:

  • 電壓門控性鉀離子通道,包括hERG, Kv1.1, Kv1.4和Kv1.5
  • 牽張激活鉀離子通道
  • 電壓門控鈉離子通道,包括Nav1.2, Nav1.5和Nav1.7
  • 配體門控離子通道,包括GABAA, P2X, KATP, SKCa, BKCa和nAChR
  • 離子轉運蛋白,包括Na/K-ATPase和陽離子-氯離子共轉運載體

Aurora公司的離子通道閱讀器技術不僅可應用于在細胞水平表達的離子通道靶點,也可應用在合成小泡中表達的離子轉運通道或者孔形成蛋白。

除了已有的應用解決方案,Aurora也積極把ICR應用至以下方面:

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