三唑类杀菌剂苯醚甲环唑（DIF）对心脏钠通道Nav1.5生物物理特性的调控作用及致心律失常机制研究

本研究发现农业杀菌剂苯醚甲环唑（Difenoconazole, DIF）可浓度依赖性地抑制心脏钠通道（Nav1.5）峰值电流（INa），负向移动失活曲线并延缓失活恢复。分子对接揭示Thr1710/Val1765为关键结合位点，DIF还能拮抗拟除虫菊酯诱导的晚钠电流。在诱导多能干细胞源心肌细胞（CM-hiPSCs）中完全消除动作电位，提示其可能通过干扰钠通道动力学诱发心律失常。

　　

Highlight

DIF以浓度和电压依赖性方式降低电流幅度

我们首先评估了DIF对I_Na的紧张性阻断效应。在不存在和存在不同浓度DIF（0.1、1、30、100和300 μM）的情况下记录I_Na。根据浓度-反应曲线，确定半数最大抑制浓度（IC₅₀）为36.7 ± 6.3 μM（图1 A）。

由于毒理学研究发现小鼠的最低观察效应水平约为440 mg/kg，相当于约30 μM的最大血浆浓度，我们选择该浓度进行后续实验。在-120 mV保持电位下，30 μM DIF使峰值I_Na振幅降低约40%（图1 B-C）。使用双脉冲方案评估使用依赖性阻断，其中以10 Hz频率施加50个脉冲。与对照条件相比，DIF存在下第50个脉冲的I_Na振幅显著降低（图1 D），表明DIF具有使用依赖性阻断特性。

讨论

Na_v1.5由SCN5A基因编码。该通道负责心肌细胞的快速膜去极化和动作电位（AP）产生。Na_v1.5在心房和心室工作心肌以及希氏-浦肯野系统中高度丰富，其中快速传导对正常心脏功能至关重要。先前研究发现，广泛使用的三唑类杀菌剂涕必灵可改变Na_{v1.5门控特性，提示其他三唑类农药可能通过类似机制影响心脏兴奋性。本研究首次证明DIF以浓度依赖性方式抑制Nav1.5峰值电流，IC50为36.7 μM，并显著改变通道失活动力学。失活曲线向超极化方向移动表明DIF促进通道进入失活状态，而恢复时间常数增加提示失活状态稳定性增强。分子对接发现DIF与Nav1.6和Nav1.5具有相似结合能，但与Nav1.2结合能较低，提示其对心脏亚型具有相对选择性。关键结合残基Thr1710（DIV-S6）和Val1765（C末端）的鉴定为理解DIF与钠通道相互作用提供了结构基础。值得注意的是，DIF部分逆转拟除虫菊酯类农药溴氰菊酯诱导的晚钠电流，暗示这些化合物在环境中可能存在拮抗相互作用。在CM-hiPSCs中，DIF完全消除动作电位，证实其对人类心肌细胞兴奋性的显著影响。}

Conclusion

综上所述，我们的工作表明DIF以浓度依赖性方式调节人类心脏Na_v1.5通道的生物物理特性。此外，DIF可能调节联用农药（如拟除虫菊酯类）的效果，但需要进一步研究来理解这些相互作用的 implications。然而，需要使用更接近人类暴露水平的DIF浓度进行进一步研究以确认其在人类毒理学中的相关性。