!2004杨宝峰申请书重点项目

申请代码：C03050205受理部门：收件日期：受理编号：解除保护国家自然科学基金申请书资助类别：重点项目亚类说明：附注说明：自由申请项目名称：基于最佳靶点假说的抗心律失常中药研究申请者：杨宝峰电话：[phone]依托单位：哈尔滨医科大学通讯地址：哈尔滨市南岗区学府路194号邮政编码：150086单位电话：[phone]电子邮件：[e-mail]申报日期：2004年3月10日国家自然科学基金委员会国家自然科学基金申请书第2页版本1.004.532基本信息yoKWT/OQ姓名杨宝峰性别男出生年月1957年11月民族汉族学位博士职称教授主要研究领域心血管系统药物药理学电话[phone]电子邮件[e-mail]传真[phone]个人网页工作单位哈尔滨医科大学/黑龙江省生物医药省部共建国家重点实验室培育基地/药学院药理教研室申请者信息在研项目批准号30271599名称哈尔滨医科大学代码15008601联系人郭松电子邮件[e-mail]依托单位信息电话[phone]网站地址单位名称代码[在此录入修改]合作单位信息[在此录入修改]项目名称基于最佳靶点假说的抗心律失常中药研究资助类别重点项目亚类说明附注说明自由申请申请代码C03050205:中药药理学C03020702:心血管系统药物药理学基地类别预计研究年限2005年1月—2008年12月研究属性应用基础研究项目基本信息申请经费173.0000万元摘要项目研究内容和意义简介（限400字）：本项目采用膜片钳、基因钳及分子生物学技术，从整体动物、细胞和分子水平，系统比较抗心律失常四大类西药及中药对急性和长期心律失常模型中离子通道最佳靶点调节作用，目的在于揭示长期心律失常最佳靶点功能调节规律和中药干预作用，明确抗心律失常西药远期疗效不佳的原因，为提高远期疗效奠定理论基础，丰富和完善抗心律失常药物作用的最佳靶点假说。同时，为开发研制具有较好远期疗效的抗心律失常中药奠定理论基础和研究平台，为抗心律失常中药的发展提供新的思路。关键词(用分号分开，最多5个)心律失常；中药；离子通道；信号分子国家自然科学基金申请书第3页版本1.004.532项目组主要成员(杰出青年科学基金不填此栏)编号姓名出生年月性别职称学位单位名称电话电子邮件项目分工每年工作时间（月）1董德利1970-2-12男副教授博士哈尔滨医科大学[e-mail]膜片钳检测102王惠珍1963-5-17女教授博士哈尔滨医科大学[e-mail]分子生物学检测103焦军东1968-9-27男副教授博士哈尔滨医科大学[e-mail]膜片钳检测104张志仁1968-8-1男教授博士哈尔滨医科大学[e-mail]基因钳检测105单宏丽1972-6-10女副教授博士哈尔滨医科大学[e-mail]膜片钳检测106艾静1968-7-29女副教授博士哈尔滨医科大学[e-mail]分子生物学检测107岳朋1978-11-4男博士生硕士哈尔滨医科大学[e-mail]基因钳检测108白云龙1979-10-30男博士生硕士哈尔滨医科大学[e-mail]分子生物学检测109[在此录入修改]总人数高级中级初级博士后博士生硕士生970002说明:1.高级、中级、初级、博士后、博士生、硕士生人员数由申请者负责填报，总人数自动生成。说明:2.项目组主要成员不包括项目申请者。国家自然科学基金申请书第4页版本1.004.532经费申请表（金额单位：万元）科目申请经费备注（计算依据与说明）一.研究经费151.00001.科研业务费33.0000（1）测试/计算/分析费20.0000膜片钳、基因钳检测费15万元，其他检测费5万元（2）能源/动力费（3）会议费/差旅费3.0000每年2人次国内会议（4）出版物/文献/信息传播费10.0000资料印刷费、文章发表费等（5）其它2.实验材料费118.0000（1）原材料/试剂/药品购置费93.0000分子生物学试剂60万元，试验用药品10万元，膜片钳试剂20万元，其它试剂3万元（2）其它25.0000动物费每年3万元，动物饲养费及饲料费每年2万元3.仪器设备费0.0000（1）购置（2）试制4.实验室改装费5.协作费二.国际合作与交流费7.00001.项目组成员出国合作交流4.0000参加美国心脏病协会会议每年1次2.境外专家来华合作交流3.0000接待费用三.劳务费7.0000人员费、误工费及研究生误差费四.管理费8.0000按5％计算合计173.0000国家其他计划资助经费其他经费资助（含部门匹配）与本项目相关的其他经费来源其他经费来源合计0.0000国家自然科学基金申请书第5页版本1.004.532查看报告正文撰写提纲报告正文（一）立项依据与研究内容（4000-8000字）：1、项目的立项依据（附主要的参考文献目录）。心律失常严重威胁人类健康，心律失常不仅可发生在慢性心力衰竭、心肌缺血、心肌肥厚等存在器质性心脏病变的病人，还可以发生在心脏无明显器质病变病人，某些严重心律失常已经成为人类死亡的主要原因，但目前抗心律失常药物治疗的总有效率仅在30%~60%左右[1]。因而，抗心律失常药物的研究与开发已经成为医药领域研究的热点。我国有着悠久的中医药传统，丰富的药用动植物资源是巨大的医药宝库，从中药中筛选出新的抗心律失常药物不仅是可行的解决途径，而且同西药筛选相比具有筛选时间短、节省人力、物力、财力等优势，苦参碱、关附甲素、青蒿素、苄基四氢巴马汀、小檗碱等中药已经显示出具有明显的抗心律失常活性。同西药相比，抗心律失常中药普遍存在毒性低、副作用小等优势，如何能充分发挥中药优势，开发出较西药更具较好疗效的抗心律失常中药，使中药走向现代化，我们认为必须从抗心律失常药物研究的基础理论入手，开辟一条适合中药发展的新方向。抗心律失常药物研究现状抗心律失常药物研究经历了曲折的过程。根据目前的分类体系（VaughanWilliams分类法）将抗心律失常药物分为四类，I类为钠通道阻滞剂，II类为β受体拮抗剂，III类为延长动作电位时程药物，IV类为钙通道阻滞剂。20世纪80年代发现，以氟卡尼等为代表的钠通道阻滞剂具有明显的抗心律失常活性，使抗心律失常药物研究进入第一个高潮，但以后的CAST试验发现，氟卡尼等Ic类抗心律失常药物虽可控制心肌梗死患者的心律失常，但服药组死亡率却明显高于安慰剂组，表明钠通道阻滞药物无效。此后抗心律失常药物专家聚集在意大利的西西里岛，在理论上总结了以前研究的不足，在分析比较四类抗心律失常药物的基础上，发表了“西西里策略”(TheSicilianGambit)，指出抗心律失常药物的研发应以III类抗心律失常药物为发展方向，进入了抗心律失常药物研究的新阶段。目前III类抗心律失常药物主要以单纯型或复合型钾通道阻滞剂为主，近年不断有新的III类抗心律失常药物问世。但在此药物研究和开发过程中也暴露出众多的问题。第一，抗心律失常药物明显的致心律失常（proarrhythmias）作用，SWORD试验表明，单纯性阻滞钾通道的III类抗心律失常药物较对照组死亡率高1倍，主要原因为引起尖端扭国家自然科学基金申请书第6页版本1.004.532转室速（Torsadedepointes）等致死性心律失常的发生。第二，抗心律失常药物的远期疗效尚不理想，目前公认疗效较好的III类抗心律失常药物胺碘酮，其1，2，3年总有效率也分别只有67%，59%和53%。临床研究中存在的问题反映了抗心律失常药物基础理论研究的不足。目前的III类抗心律失常药物以延长动作电位时程（actionpotentialdurationAPD）为特征，APD延长在心电图上表现为QT间期延长，QT间期过度延长又引起尖端扭转室速等致死性心律失常，导致抗心律失常药物的致心律失常作用。那么抗心律失常药物究竟应该是延长APD，还是缩短APD？另外，我们和其它实验室的证据均表明，在心肌肥厚、心力衰竭等病理状态下，心脏IK1、Ito、IKr、IKs及IKur等通道电流被抑制，但是目前的抗心律失常药物却又是这些离子通道的阻滞剂，无疑这样的药物不能从根本上改善心律失常发生的原因，势必导致长期应用疗效不佳，过度应用又导致尖端扭转性室速等致死性心律失常的发生。为此人们进行了大量深入细致的研究，目前的研究主要集中在①离子通道分子结构的认识，心脏多种离子通道分子克隆已被阐明；②离子通道结构异常与心律失常的关系，已鉴定出3个突变基因导致长QT间期综合征（LongQTsyndromeLQTS），即第3号染色体上的SCN5A基因，编码心肌细胞钠通道，第7号染色体上的HERG基因，编码快速激活的延迟整流性钾通道(Ikr)的α亚基，第11号染色体上的KVLQT1基因，编码缓慢激活的延迟整流性钾通道(Iks)，近些年不断有新的突变位点被发现；③药物与离子通道作用的机制研究，多种药物对离子通道功能影响及其分子机制已被阐明；④病理状态下离子通道功能研究，不断有心肌缺血、心肌肥厚等病理状态下心脏各种离子通道的功能改变被发现；⑤折返、自律性增高及触发活动发生的离子通道机制研究等方面。虽然，这些研究加深了人们对心律失常发生发展的认识，为药物治疗靶点的选择奠定了基础，但是，目前基础研究的成果尚不能有效解决抗心律失常药物的致心律失常作用、药物远期疗效不佳等问题。我们在国内较早开展了以膜片钳技术为基础的抗心律失常药物研究，多次承担国家和省政府基金进行抗心律失常中药研究，近年连续3次受到国家自然科学基金资助。针对目前抗心律失常药物研究中存在的问题，我们首先对氟卡尼、胺碘酮、RP58866、E4031等药物的抗心律失常作用机制进行研究，采用乌头碱、哇巴因、CaCl2及缺血性心律失常等动物模型，评价各种药物的抗心律失常效果；采用膜片钳技术及激光共聚焦技术，观察各种药物对IK1、Ito、IKr、IKs及ICa等各种心脏离子通道电流的影响；采用分子生物学技术，将IK1(Kir2.1)、Ikr(HERG)、Iks(MINK)等通道克隆并表达到非洲蛙卵细胞，国家自然科学基金申请书第7页版本1.004.532从分子水平观察药物对克隆的通道电流的影响。通过这些研究，我们发现在心律失常发生发展中各种离子通道具有不同的作用，并确定了一些起关键作用的药物靶点。另外我们在研究中还发现，同是引起APD延长的药物，其致心律失常副作用却不相同。胺碘酮延长APD，延长QT间期，但却较少引起尖端扭转性室速等致心律失常副作用，相对具有较好的远期疗效。相反，索它洛尔、多非利得等药物延长APD，延长QT间期，易于引起尖端扭转性室速。这些表明APD延长不是决定引起尖端扭转性室速等致心律失常副作用的关键因素。进一步的研究发现，同一离子通道靶点对不同药物的反应性也不完全相同，胺碘酮等药物抑制IKr钾通道发挥抗心律失常作用，但是索他洛尔、多菲利得等药物抑制IKr钾通道却产生致心律失常作用。目前对IKr钾通道蛋白质结构已有深入的研究，至少8个基因突变位点被发现，但这些结果均不能解释其对药物反应性的差异。可见，对离子通道的抑制也不是决定是否引起致心律失常副作用的关键因素。我们又对各种心律失常发生发展的离子通道机制进行研究，选择一些常见的易于引起心律失常的疾病或病理状态，研究其对心脏离子通道、通道亚型功能及信号转导途径的影响。（1）冠心病患者心律失常发生率较高，且与吸烟