東北大學(xué)的研究人員對(duì)目前可用于篩查與心臟有關(guān)的副作用藥物的方法進(jìn)行了改進(jìn)。

該方法涉及在硅芯片中制造微孔，在該硅芯片上鼓勵(lì)脂質(zhì)膜(類(lèi)似于圍繞細(xì)胞的脂質(zhì)膜)生長(zhǎng)。然后分離合成離子通道并在離心過(guò)程中敲入膜中。

離子通道是由蛋白質(zhì)構(gòu)成的孔隙，存在于某些細(xì)胞膜中，如心肌細(xì)胞。它們打開(kāi)和關(guān)閉以允許離子通過(guò)，從而產(chǎn)生電信號(hào)。一些藥物通過(guò)作用于這些離子通道而具有副作用。例如，已經(jīng)從美國(guó)市場(chǎng)撤出的抗組胺藥阿司咪唑可以關(guān)閉參與調(diào)節(jié)心跳的鉀離子通道。服用它可能會(huì)導(dǎo)致心悸不規(guī)則。

科學(xué)家一直在研究篩選藥物對(duì)離子通道副作用的方法。目前可用的方法是不完美的。在一種方法中，干細(xì)胞被導(dǎo)向轉(zhuǎn)化為心肌細(xì)胞，其具有針對(duì)藥物測(cè)試的特定類(lèi)型的離子通道。然而，這種方法很繁瑣，可能需要長(zhǎng)達(dá)90天的準(zhǔn)備時(shí)間。其他較少耗時(shí)的方法涉及將離子通道插入人工形成的脂質(zhì)膜中，所述脂質(zhì)膜覆蓋在微米或納米尺寸芯片中制成的小孔。但是目前的方法導(dǎo)致不穩(wěn)定的膜的形成，降低了它們?cè)趯?shí)驗(yàn)過(guò)程中的效率。

東北大學(xué)材料研究高級(jí)研究所的Ayumi Hirano-Iwata教授和她的團(tuán)隊(duì)制作了三個(gè)具有不同形狀孔的硅芯片，并比較了它們?nèi)菁{含離子通道的脂質(zhì)膜的能力。

每個(gè)芯片由厚薄的硅層制成，硅薄層覆蓋有薄的氮化硅層，然后是薄的氧化硅層。在一系列步驟中，芯片的中心部分被蝕刻掉以形成一個(gè)小孔。根據(jù)用于溶解材料的酸的類(lèi)型，孔的形狀變化非常小。研究小組發(fā)現(xiàn)，為脂質(zhì)膜提供最穩(wěn)定的孔，在其上形成一個(gè)逐漸變細(xì)的邊緣。在離心過(guò)程中較大百分比的膜保持附著在錐形邊緣(45%)，并且當(dāng)施加較小的力(75%)時(shí)，與附著于另外兩個(gè)孔(0%至20%)的膜相比。

該團(tuán)隊(duì)通過(guò)離心將一種稱(chēng)為hERG的無(wú)細(xì)胞合成心肌離子通道添加到膜中。他們成功地通過(guò)施用藥物阿司咪唑來(lái)檢測(cè)來(lái)自通道的電流和阻斷電流，這對(duì)心臟中的hERG通道具有公認(rèn)的不利影響。

研究人員在他們發(fā)表在“ 科學(xué)報(bào)告 ”雜志上的研究結(jié)論中總結(jié)說(shuō)，他們的方法有可能“作為一種新的篩查平臺(tái)，用于評(píng)估藥物副作用對(duì)患者h(yuǎn)ERG通道的潛在風(fēng)險(xiǎn)”。