离子通道是细胞膜(包括细胞质膜和细胞内膜)上具有特殊功能的跨膜蛋白质,由于带电的离子不能自由通过磷脂双分子层,只能通过细胞膜上的离子通道进行转运,因此离子通道在生物体的生命活动中起着至关重要的作用。科学界对离子通道表示出浓厚研究兴趣,可追溯至20世纪40年代提出的“Na /K 双通道模型”,此后随着分子生物学、电生理学等学科的发展,人们对离子通道的有了质的飞跃,不仅仅是存在于理论中的概念。有关于离子通道的研究,更荣获了史上2次诺贝尔奖,分别是1991年膜片钳技术的发展证明了离子通道的存在、2003年钾通道立体结构揭秘阐述了离子是如何通过由不同信号控制开关的通道。

  细胞膜离子通道是生命有机体保持正常功能的基石之一,其分布及活性对细胞、组织的兴奋性及功能十分重要,人体组织中存在多种离子通道, 每种通道又存在多种亚型。他们既是生理调节的重要因素,又是药物作用的靶点。据统计,目前已有超过500个人类离子通道基因已被发现,相信未来对于离子通道类的膜通道蛋白靶点药物开发需求也越趋迫切。此外,离子通道也是药物心脏安全性评估的重要指标之一。

  离子通道结构和功能的研究需综合应用各种技术,包括:电压和电流钳位技术、单通道电流记录技术、通道蛋白分离、纯化等生化技术、人工膜离子通道重建技术、通道药物学、基因重组技术及一些物理和化学技术。其中,传统膜片钳技术被公认为离子通道功能检测的“黄金标准”,能够记录瞬时离子通道电生理功能状态。但其操作技术难度大限制了药物高通量筛选的应用。全自动膜片钳也因成本费用以及成功率问题,而难以广泛应用。为适应药物早期大量筛选需求,或者药物安全性评价的二级筛选需要,Aurora凭借自身出色化学分析研发经验推出离子通道阅读器(Ion Channel Reader),配合非放射性标记的Flux Assays检测方法,精准检测细胞内外目标离子流动情况,从而进行离子通道功能分析。由于检测方法不需要依赖于细胞电压或电流,相对于手动或全自动膜片钳,也十分适合某些电中性的膜通道研究。

ICR12000
离子通道阅读器ICR 12000
ICR8000
离子通道阅读器ICR 8000

应用

离子通道阅读器ICR 8000和ICR 12000可应用在以下的离子通道研究:

  • 电压门控性钾离子通道,包括hERG, Kv1.1, Kv1.4和Kv1.5
  • 牵张激活钾离子通道
  • 电压门控钠离子通道,包括Nav1.2, Nav1.5和Nav1.7
  • 配体门控离子通道,包括GABAA, P2X, KATP, SKCa, BKCa和nAChR
  • 离子转运蛋白,包括Na/K-ATPase和阳离子-氯离子共转运载体

Aurora公司的离子通道阅读器技术不仅可应用于在细胞水平表达的离子通道靶点,也可应用在合成小泡中表达的离子转运通道或者孔形成蛋白。

除了已有的应用解决方案,Aurora也积极把ICR应用至以下方面:

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