钾离子及靶向钾离子通道的化合物在调控铁死亡中的应用制造技术

本发明专利技术公开了钾离子及靶向钾离子通道的化合物在调控铁死亡中的应用。实验结果显示，ML418可显著抑制不同铁死亡诱导剂诱导的铁死亡，是一种具有潜力的铁死亡抑制剂。敲降编码Kir7.1蛋白的KCNJ13基因表达，可有效抑制细胞发生铁死亡，证明Kir7.1是铁死亡的一种具有潜力的药物设计靶点。去除钾离子的培养基可有效促进RSL3诱导的铁死亡，证明钾离子是铁死亡的一种具有潜力的调控小离子。活组织脑片模拟缺血再灌注模型证明ML418可有效在组织水平改善神经细胞的铁死亡。神经细胞的铁死亡。神经细胞的铁死亡。

【技术实现步骤摘要】
钾离子及靶向钾离子通道的化合物在调控铁死亡中的应用


[0001]本专利技术涉及生物医药领域，特别涉及钾离子及靶向钾离子通道的化合物在调控铁死亡中的应用。

技术介绍

[0002]细胞死亡参与生物体内众多的生理和病理过程。其中，细胞程序性死亡有特定的信号通路参与，由特定的效应分子执行，具有独特的生物化学及免疫学后果和功能。
[0003]铁死亡(Ferroptosis)是近年发现的一种由铁依赖的脂质过氧化损伤引起的新细胞死亡模式，它在形态学、生物化学与遗传学上均不同于凋亡、坏死性凋亡、焦亡和铜死亡等细胞程序性死亡。铁死亡的启动不依赖于Caspase
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3(凋亡的重要介质)、RIPK1或RIPK3(坏死性凋亡的重要介质)、Caspase
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1或Capsase
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11(焦亡的重要介质)。铁死亡的典型特征为细胞膜系统脂质过氧化水平增高、线粒体变小、线粒体双层膜的密度增加、线粒体内脊消失、PTGS2基因表达量升高以及可被铁离子螯合剂特异性抑制等。鉴于这种细胞死亡方式依赖于细胞内铁离子的存在，Stockwell和Dixon等科学家在2012年将其命名为“Ferroptosis”，即铁死亡。铁死亡与组织缺血再灌注损伤、神经退行性疾病(阿尔茨海默症等)、肝纤维化、骨关节炎及糖尿病并发症等疾病的发生和发展密切相关。铁死亡相关调节通路的抑制和促进条件被认为是治疗这些疾病的新一代潜在药物。目前，抗脂质过氧化剂和铁离子螯合剂是常用的细胞铁死亡小分子抑制剂，如Ferrostatinr/>‑
1(Fer
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1)、Liproxstatin
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1和DFO。诱导脂质过氧化累积的GPX4抑制剂和SystemXc
‑
抑制剂是常用的细胞铁死亡小分子诱导剂，如RSL3(RAS selective lethal 3)、Erastin、FIN56。发掘新的铁死亡靶点和小分子，有利于为相关疾病的治疗提供新的选择和策略。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种新型的防治细胞铁死亡的靶点、化合物及离子，为缺血再灌注损伤和神经系统疾病等提供潜在靶点和小分子。
[0005]通过本专利技术需要解决的技术问题是：至今，未有关于Kir7.1、ML418及钾离子具有防治细胞铁死亡作用及抗组织缺血再灌注损伤的相关报导。通过Kir7.1、ML418及钾离子已知的性质无法推断其是否具有防治铁死亡的作用。因此，证明Kir7.1、ML418及钾离子具有防治细胞铁死亡的作用以及改善组织缺血再灌注损伤具有重大意义。
[0006]本专利技术的意义在于，Kir7.1蛋白可作为一个新的抑制铁死亡靶点，为抗铁死亡药物设计提供一个新方向。ML418可作为一种新型铁死亡抑制剂，用于开展相关铁死亡的基础和应用研究。钾离子可作为一种新型铁死亡调控条件，用于开展相关铁死亡的基础和应用研究。
[0007]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0008]一种调控铁死亡的方法，是通过控制细胞外钾离子的浓度实现的。
[0009]所述的细胞外钾离子的浓度的改变影响铁死亡过程中的细胞死亡率。
[0010]所述的细胞外钾离子的浓度对铁死亡的影响是通过调节细胞环境的钾离子浓度和/或通过靶向钾离子通道的化合物调节钾离子进出细胞实现。
[0011]靶向钾离子通道的化合物在制备铁死亡调控药物中的应用。
[0012]所述的靶向钾离子通道的化合物包括调控Kir7.1蛋白活性和/或表达的化合物；优选为ML418。
[0013]ML418在制备铁死亡抑制剂中的应用。
[0014]所述的ML418的使用浓度为1～100μM；优选为2～10μM。
[0015]钾离子在调控铁死亡中的应用。
[0016]ML418及钾离子在制备非治疗目的的铁死亡抑制剂和促进剂中的应用。
[0017]所述的钾离子及靶向钾离子通道的化合物在制备治疗/预防组织缺血再灌注和/或神经性疾病药物中的应用。
[0018]所述的治疗/预防组织缺血再灌注和/或神经性疾病药物包括治疗有效量的钾离子及靶向钾离子通道的化合物和药学上可接受的载体。
[0019]钾离子浓度优化的培养基在调控铁死亡中的应用。
[0020]所述的钾离子浓度优化的培养基渗透压与正常培养基相同。
[0021]KCNJ13基因在调控铁死亡中的应用。
[0022]KCNJ13基因的核苷酸序列的NCBI数据库序列登记号为3769。
[0023]所述的KCNJ13基因具有编码内向整流钾离子通道蛋白Kir7.1的作用。
[0024]KCNJ13基因在制备铁死亡调控药物中的应用。
[0025]含有上述KCNJ13基因的敲除载体和细胞系在该方面的应用也属于本专利技术的保护范围。
[0026]Kir7.1蛋白在调控铁死亡中的应用。
[0027]所述的Kir7.1蛋白为内向整流钾离子通道蛋白。
[0028]Kir7.1蛋白在制备铁死亡调控药物中的应用。
[0029]所述的调控铁死亡包括抑制铁死亡和/或促进铁死亡。
[0030]所述的调控铁死亡包括在制备铁死亡调控药物中的应用。
[0031]所述的铁死亡调控药物包括铁死亡抑制剂和/或铁死亡促进剂中的至少一种。
[0032]所述的铁死亡调控药物包括治疗有效量的有效成分和药学上可接受的载体。
[0033]所述的铁死亡抑制剂在制备治疗/预防组织缺血再灌注和/或神经性疾病药物中的应用。
[0034]所述的铁死亡促进剂在制备抗肿瘤药物中的应用。
[0035]所述的铁死亡为由铁依赖的脂质氧化损伤引起的细胞死亡模式。
[0036]上述的细胞为纤维肉瘤细胞系HT
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1080细胞或293T细胞。
[0037]所述的铁死亡为RSL3、ML210和Erastin中的至少一种诱导产生的。
[0038]所述的组织缺血再灌注为脑组织缺血再灌注。
[0039]所述的神经性疾病为脑组织相关疾病。
[0040]所述的钾离子及靶向钾离子通道的化合物在制备抗肿瘤药物中的应用。
[0041]所述的肿瘤为纤维肉瘤和乳腺癌中的至少一种。
[0042]ML418及钾离子相关实验研究在HT
‑
1080(人纤维肉瘤)细胞系内验证，可为肿瘤防
治提供一个潜在靶点、一种潜在小分子及一种潜在的细胞外离子条件。
[0043]本专利技术相对于现有技术具有如下的优点及效果：
[0044](1)本专利技术公开了一个蛋白靶点、一种化合物和一种离子的新用途，即对铁死亡的抑制或促进作用。所述新靶点为钾离子通道Kir7.1。所述铁死亡抑制剂为ML418，是一种Kir7.1蛋白的抑制剂。所述铁死亡促进剂为钾离子。本专利技术详细介绍了该靶点、化合物和离子在防治铁死亡方面的应用。主要包括如下步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种调控铁死亡的方法，其特征在于是通过控制细胞外钾离子的浓度实现的。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的细胞外钾离子的浓度是通过调节细胞环境的钾离子浓度和/或通过靶向氯离子通道的化合物调节氯离子进出细胞实现。3.靶向钾离子通道的化合物在制备铁死亡抑制剂和/或促进剂中的应用。4.ML418在制备铁死亡抑制剂中的应用。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄俊祺，代张帅，黄棣淳，丘挺刚，祝心舟，孔杰文，何容涵，王超，赵俊伊，徐坤，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：