Nav1.7通道调节剂开发新策略：基于自动膜片钳技术的两种细胞模型中美西律效应比较研究

为解决Nav1.7电压门控钠通道选择性调节剂开发难题，意大利巴里大学团队通过自动膜片钳技术，比较了人横纹肌肉瘤TE671细胞（内源性表达Nav1.7）与HEK293稳定转染细胞模型中美西律（Mex）的药理学特性。研究发现两种模型对Mex的电压依赖性、频率依赖性阻断及稳态失活特性高度一致（IC50：-70mV下12-15μM），验证了TE671作为药物筛选模型的可靠性，为疼痛治疗靶点研究提供了标准化方案。

　　

疼痛治疗领域长期面临阿片类药物成瘾性和非选择性钠通道阻滞剂副作用的双重困境。Nav1.7电压门控钠通道（VGSC）因其在痛觉信号传导中的关键作用成为明星靶点，但二十余年来尚无选择性调节剂获批上市。更棘手的是，现有研究模型缺乏标准化评估体系，导致临床前数据与人体试验结果存在巨大鸿沟。

意大利巴里大学"Aldo Moro"药学与药物科学系（Department of Pharmacy – Drug Sciences, University of Bari "Aldo Moro"）的Alessandro Giovanni Cerchiara团队在《Biomedicine》发表研究，创新性地采用自动膜片钳平台Patchliner，首次系统比较了内源性表达Nav1.7的TE671细胞与基因工程HEK293-Nav1.7细胞模型的生物物理特性及药物反应差异。这项研究为建立可靠的Nav1.7调节剂筛选体系提供了关键实验证据。

研究人员运用三项核心技术：1）自动膜片钳系统记录钠电流动力学；2）多参数电压协议（包括-140mV至-70mV的电压依赖性阻断、0.3-20Hz的频率刺激）；3）稳态失活曲线分析。实验设计模拟了生理与病理状态下通道的不同构象，特别关注美西律对开放状态、失活状态的差异化阻断效应。

3.1 细胞模型的生物物理特性验证

通过标准电压钳记录，发现HEK293-Nav1.7电流幅值（-2.39nA）显著大于TE671细胞（-1.57nA），但两者激活阈值（V₅₀≈-24mV）和稳态失活特性（V₅₀≈-70mV）无统计学差异。这提示TE671虽表达量较低，但具备与过表达系统相当的通道功能特征。

3.2 美西律的药理学特征

在关键的作用机制研究中：

• 电压依赖性阻断：-70mV（部分失活状态）下Mex的IC₅₀低至12-15μM，较-140mV（静息状态）的226-227μM提高15倍，证实其优先结合失活态通道的特性

• 使用依赖性阻断：20Hz高频刺激时IC₅₀降至18-22μM，揭示Mex对病理状态下高频放电神经元的选择性抑制

• 稳态失活曲线：100μM Mex使失活曲线左移约20mV，但不影响激活曲线，表明其通过稳定失活态而非改变门控机制发挥作用

3.3 Nav1.5对照实验

在CHO-Nav1.5细胞中，Mex展现出相似但强度略弱的使用依赖性（IC₅₀=33μM@3Hz），证实实验体系可区分不同亚型药理学特征。

这项研究通过系统比较首次证实：TE671细胞虽内源性表达Nav1.7，但其药理学响应与基因工程细胞高度一致，特别在反映临床疗效的使用依赖性阻断参数上差异不足10%。该发现解决了药物筛选模型选择的核心争议——过表达系统可能因非生理水平的蛋白表达导致假阳性，而内源性表达模型则存在信号强度不足的缺陷。

研究团队特别指出，美西律作为临床常用但非选择性的Nav1.x阻滞剂，其-70mV下12μM的IC₅₀值远低于血浆治疗浓度（1-5μM），这解释了为何携带Nav1.7功能获得性突变的红斑性肢痛症患者对低剂量Mex即有显著响应。该发现为优化现有钠通道阻滞剂提供了明确方向：通过结构改造增强对失活态Nav1.7的亲和力，而非盲目追求亚型选择性。

这项研究建立的标准化自动膜片钳方案，已成功应用于该团队后续Nav1.7靶向药物开发项目。随着冷冻电镜解析的Nav1.7结构日益完善，结合本研究验证的细胞模型，将加速新一代疼痛治疗药物的理性设计。值得注意的是，论文揭示的"状态依赖性阻断优先于亚型选择性"策略，可能为其他离子通道靶点研究提供范式转移。