本发明专利技术描述了一种新的人类河豚毒耐受性钠离子通道，以及分离的编码此通道的核酸分子。本发明专利技术提供了对能调节流经此通道的钠离子流的药物进行鉴定的方法，以及相关的治疗和诊断方法。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种新的人类河豚毒素耐受性钠离子通道和相关的核苷酸，以及对可用于治疗急性或慢性疼痛或其它兴奋性过高状态的试剂进行鉴定的筛选试验。此申请相关于1998年1月29日提交的美国临时申请60/072,990；1998年11月20日提交的美国临时申请60/109,402；1998年11月20日提交的美国临时申请60/109,666；1999年1月29日提交的PCT国际申请PCT/US99/02008，和1999年7月16日提交的美国专利申请09/354,147，在此将其全部引入作为参考。背景A.钠通道电压门控钠通道是一类特化的蛋白分子，它们作为分子电池允许可兴奋性细胞(神经元和肌纤维)产生和传播电冲动。大鼠脑内的电压门控Na+通道由三个亚单位组成，形成孔的a亚单位(260KDa)和两个能调节a亚单位的特性的辅助亚单位b1(36KDa)和b2(33KDa)；a亚单位足以形成能产生钠离子跨膜流动的功能性通道(Catterall，(1993)神经科学趋势(TrendsNeurosci).16，500-506；Isom等，(1994)神经元12，1183-1194)。在脊椎动物中已经鉴定出九种不同的a亚单位并且它们由一个扩展基因家族的成员编码(Goldin(1995)受体和通道手册(North，主编)CRC出版；Akopian等，(1996)自然379，257-262；Akopian等，(1997)FEBS Lett.400，183-187；Sangameswaran等，(1996)生物学和化学杂志271，5953-5956)，这些基因中多个已克隆出在多种哺乳动物物种包括人类中相应的直向同源基因(orthologue)。特异性a亚单位以组织特异性和发育特异性方式表达(Beckh等，(1998)欧洲分子生物学组织杂志8，3611-3616；Mandel，(1992)膜生物学杂志125，193-205)。电压门控钠通道a亚单位在人或动物的多种疾病中表达模式异常或发生突变(Roden和George，(1997)美国生理学杂志273，H511-H525；Ptacek，(1997)神经肌肉功能异常(Neuromuscul.Disord.)7，250-255；Cannon，(1997)神经肌肉功能异常7，241-249；Cannon，(1996)神经科学趋势19，3-10)；Rizzo等，(1996)欧洲神经病学36，3-12)。电压门控钠通道a亚单位由具有不同内在同源性但有相似的预测结构的四个结构域(D1-4)组成，它们由三个胞内环(L1-3)连接。这四个结构域折叠后形成一个通道，它经小孔通向细胞质和细胞外空间。孔根据细胞膜的生理状态而开放和关闭。每个结构域由六个允许该蛋白跨膜与细胞内和细胞外接头交织的跨膜部分(S1-6)组成。四个结构域中S5-S6部分的接头包含使通道的孔排列整齐的序列，和起过滤作用以选择性允许钠离子横穿该通道孔进入细胞质并因此产生离子流的高度保守型氨基酸亚群。四个结构域中各自的两性S4片段富含每三个氨基酸即重复一次的碱性残基，这种S4片段起电压感受器的作用并因跨膜电压差的变化而发生构象改变。这反过来触发所述蛋白的构象改变，从而使其孔向细胞外钠离子梯度开放。在多数已知的电压门控钠通道a亚单位中，在通道开放(激活)后几毫秒内通道迅速关闭和变成不能打开的状态(失活)；另一方面，SNS型通道缓慢失活并且需要更大的电压变化才激活。L3，连接结构域D3和D4的环，包含一个三肽，该三肽起到细胞内探头的作用，能在激活后使孔关闭，并因此诱导通道进入失活状态。失活后，这些通道进一步发生构象变化以恢复到它们的静息状态并重新等待激活。该阶段称为从失活中恢复(再启动(repriming))。不同的通道以不同的速率再启动，SNS中的再启动相对较快。根据氨基酸相似性，电压门控钠通道家族进一步分成两个亚家族(Felipe等，(1994)生物学和化学杂志269，30125-30131)。已克隆的九种通道中有八种属于亚家族1，它们有许多共同结构特征，尤其是它们的S4跨膜部分。但是，已经发现其中某些具有不同的失活和再启动动力学特性。亚家族2仅一种通道，也称作非典型通道，已经在人类、大鼠和小鼠组织中鉴定出。这个亚家族基本特征是其S4部分中碱性残基数目减少，因而预计其与亚家族1具有不同的电压依从性。因为亚家族2通道的电生理学特性尚未阐明故其生理功能目前尚不清楚。通过一种神经毒素，河豚毒素对电压门控钠通道的阻断已经把这些通道功能性分类为敏感性(TTX-S)和抵抗性(TTX-R)表型。至今已鉴定出两种哺乳类TTX-R通道，一种是对心肌和中枢神经系统(CNS)非常局限区域具有特异性，第二种，SNS，局限于背根神经节和三叉神经节的外周神经元(PNS)。赋予对TTX抵抗性或敏感性的特异氨基酸残基位于通道孔的离子选择性过滤网中。SNS通道在国际专利申请WO97/01577中也有描述。B.疾病状态下钠通道的作用因为不同的Na+通道同型a亚单位显示出不同的动力学和电压依从性，所以可兴奋细胞的兴奋特性依赖于所表达的通道类型的精确混合。已经证明心肌和骨骼肌a亚单位的突变体引起多种肌肉异常。例如骨骼肌通道的S4中仅一个碱性氨基酸残基改变就足以改变此通道的动力学特性并且在许多患者中诱导疾病状态。心脏通道L3的一个三肽缺失，近乎使通道失活，导致称作长QT综合症的心脏异常。在与通道孔排成一列的Scn8a结构域1的S5-S6连接中仅一个氨基酸改变，就引起小鼠突变型“摇摆”。经另外的突变使此通道完全丢失导致小鼠运动终板“med”病。此突变的特征是运动神经元对受神经支配的肌肉的刺激缺失。C.钠通道和疼痛轴突损伤(神经纤维，也叫轴突的损伤)可以产生慢性痛(术语称神经病疼痛)。大量研究已证明轴突损伤后神经元胞体和树突的兴奋性改变了(Eccles等，(1958)生理学杂志14311-40；Gallego等，(1987)生理学杂志(Lond)391，39-56；Kuno和Llinas，(1970)生理学杂志(Lond)210，807-821)，并且有证据表明轴突损伤后神经元胞体和树突的钠通道密度改变(Dodge和Cooley，(1973)IBM J.Res.Dev.17，219-229；Titmus和Faber(1986)神经生理学杂志55，1440-1454；Sernagor等，(1986)美国国家科学院院报83，7966-7970)。在神经元上钠通道不同类型的异常混合表达也可导致异常激活(Rizzo等，(1996)欧洲神经病学36，3-12)，也可形成兴奋性过高，感觉异常或疼痛。最近对大鼠DRG感觉神经元的研究已经证明在各种损害后TTX-R和TTX-S离子流的表达图谱和在DRG神经元中编码能产生这些离子流的通道的许多mRNA转录有很大改变(Rizzo等，(1995)Neurobiol.Dis.287-96；Cummins等，(1997)神经生理学杂志17，3503-3514；Dib-Hajj等，(1996)美国国家科学院院报93，14950-14954)。例如，已显示轴突切开术(axotomy)后在已鉴定的皮肤感觉传入神经元上TTX-R流缓慢失活的减弱和本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种分离的核酸分子，其选自：含ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：４１的核酸分子，编码ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：４２的氨基酸序列的核酸分子，编码ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：４２的等位变体的核酸分子，编码与ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：４２有至少约７６％之氨基酸序列同一性的人类蛋白的核酸分子，以及与前述序列的任一种在严谨条件下杂交的核酸分子。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：萨莱曼迪布哈杰，斯蒂芬G韦克斯曼，
申请(专利权)人：耶鲁大学，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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