编辑推荐：
在心血管与呼吸疾病治疗中，上皮钠通道（ENaC）是极具潜力的药物靶点，但现有调节剂有限且存在缺陷。研究人员开展了利用自动化膜片钳（APC）技术筛选 ENaC 调节剂的研究，成功建立相关方法，为后续药物研发奠定基础。
在人体的生理平衡调节中，上皮钠通道（Epithelial Sodium Channel，ENaC）发挥着至关重要的作用。它广泛分布于肾脏、肺等上皮组织，负责钠离子的吸收，对维持体内钠平衡、血压稳定以及肺部液体平衡意义非凡。一旦 ENaC 的功能出现异常，就会引发一系列棘手的健康问题。例如，在肾脏中，ENaC 的异常与高血压、低血压以及肾脏盐代谢紊乱紧密相关；在肺部，它又和囊性纤维化、呼吸窘迫、肺水肿等病症有着千丝万缕的联系。因此，ENaC 成为了极具潜力的药物靶点，对其进行深入研究并开发出有效的调节剂，有望为这些疾病的治疗开辟新的道路。
然而，目前针对 ENaC 的研究和药物开发面临着诸多挑战。虽然已经明确 ENaC 在疾病中的关键作用，但市面上可用的 ENaC 调节剂却寥寥无几。像临床常用的 ENaC 抑制剂阿米洛利（Amiloride），虽然能起到一定的治疗效果，但它存在特异性低、可能产生肾脏副作用等问题，而且现有的抑制剂大多结构相似，作用机制单一。在 ENaC 激活剂方面，同样进展缓慢，种类极为有限。这就迫切需要开发新的方法，来筛选出更多、更有效的 ENaC 调节剂。
为了解决这些难题，来自德国 Friedrich-Alexander-Universit?t Erlangen-Nürnberg 的 Institute of Cellular and Molecular Physiology 的研究人员 Florian Sure、Markus Rapedius 等人展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Pflügers Archiv - European Journal of Physiology》上，为 ENaC 调节剂的筛选带来了新的希望。
研究人员采用了多种关键技术方法来开展研究。其中，自动化膜片钳（Automated Patch-Clamp，APC）技术是核心。该技术能实现对离子通道电流的高通量测量，大大提高了实验效率，克服了传统手动膜片钳技术通量低的缺点。同时，研究人员使用了稳定转染人 αβγ-ENaC 的 HEK293 细胞系，以及非洲爪蟾卵母细胞表达系统，为研究 ENaC 的功能和调控提供了重要的实验模型。
在研究结果方面：
- 细胞系中 ENaC 的表达与功能：研究人员首先对稳定转染人 αβγ-ENaC 的 HEK293 细胞系（ENaC-HEK293）进行研究。通过免疫印迹实验，证实了该细胞系中 α、β、γ -ENaC 亚基的表达。其中，α -ENaC 主要以完全切割的形式存在，而 γ -ENaC 大多处于未切割的全长状态。利用传统手动膜片钳技术检测发现，该细胞系具有功能性 ENaC，且糜蛋白酶（Chymotrypsin）能显著刺激 ENaC 介导的内向电流，这表明 ENaC-HEK293 细胞系适合用于 APC 测量。
- 酶解细胞分离对 ENaC 的影响：在建立 APC 测量方法时，研究人员发现常用的酶解细胞分离试剂 TrypLE 会导致 ENaC 部分蛋白水解激活。在非洲爪蟾卵母细胞实验中，TrypLE 能使 ENaC 完全蛋白水解激活，在 ENaC-HEK293 细胞中则是部分激活。与非酶解细胞分离方法（如柠檬酸钠法）相比，虽然酶解细胞分离（TrypLE 法）的 APC 记录成功率高，但会降低糜蛋白酶对 ENaC 的刺激效应。
- 改进方案增强蛋白水解激活检测：研究人员提出了一种改进方案，即在酶解细胞分离后，让细胞在培养基中恢复 4 小时。实验结果显示，经过恢复处理的细胞，糜蛋白酶对其 ENaC 的刺激效应显著增强，且该方案不影响测量成功率。这一方案有助于更好地识别通过类似蛋白酶机制激活 ENaC 的新型激活剂。
- APC 技术检测 ENaC 调节剂效果：研究人员利用已知的 ENaC 调节剂进行实验，验证了 APC 技术检测 ENaC 调节剂的有效性。实验表明，APC 记录能够可靠地检测到小分子激活剂 S3969 对 ENaC 电流的刺激作用，以及 γ -11 抑制肽和阿米洛利对 ENaC 电流的抑制作用，且实验成功率较高。
研究结论和讨论部分指出，本研究成功建立了使用 APC 技术测量 ENaC 介导电流的方法，该方法可用于高通量筛选新型 ENaC 激活剂和抑制剂。虽然 ENaC-HEK293 细胞在蛋白水解处理 ENaC 方面存在独特性，但不影响其用于 APC 测量。此外，酶解细胞分离导致的 ENaC 部分激活，虽对检测某些激活剂有影响，但也可能有助于发现新型 ENaC 抑制剂。未来，研究人员计划探索 APC 技术在天然上皮细胞中的应用，进一步推动 ENaC 调节剂的研究和开发。这一研究成果为后续针对 ENaC 的药物研发提供了重要的方法学基础，有望助力开发出更多治疗与 ENaC 异常相关疾病的新型药物，改善患者的健康状况。
