[发明专利]一种苯并咪唑类hERG钾离子通道的小分子荧光探针及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于药物技术领域，具体涉及一种苯并咪唑类hERG钾离子通道的小分子荧光探针及其制备方法与应用。

背景技术

人类果蝇相关基因(human ether-a-go-go related gene，hERG)是从人类海马基因中分离鉴定得出，与果蝇EAG基因具有同源性。hERG基因编码心脏快速激活延迟整流(I_kr)钾离子通道的α亚基，此通道主要存在于心脏组织及神经系统，在心脏动作电位复极化过程中发挥重要作用。近来人们发现hERG在许多肿瘤细胞中高表达，对肿瘤细胞的增殖和凋亡具有调节作用。hERG基因的突变或hERG通道被阻滞时，会造成遗传性或获得性长QT间期综合征(LQTS)，进而引发尖端扭转型室性心动过速、心室纤颤甚至发生猝死。

对于一些临床药物或新药候选药物所表现出的心脏毒性，许多研究表明是由于对心肌细胞的hERG钾离子通道产生阻滞从而导致LQTS。hERG通道作为Ⅲ类抗心律失常药物的作用靶点，对其产生抑制作用的主要为心脏用药，如抗心律失常药(多非利特)、抗心绞痛药(苄普地尔)和强心药(哌克昔林)，另外，其他一些非心脏药物也可阻断该通道，如抗精神失常药(氯丙嗪)、抗组胺药(特非那定)、胃肠动力药(西沙比利)等。由于药物与hERG钾离子通道较高的亲和力而产生长QT间期综合征，目前，在新药临床前研究中都应进行心脏毒性的安全性评价，而hERG钾离子通道已作为药物心脏毒性筛选的重要靶标。

研究表明，hERG基因的表达在许多肿瘤细胞系中显著上调，如结肠癌细胞(HT-29)、神经母细胞瘤细胞(SH-SY5Y)、胃癌细胞(SGC7901)，人乳腺癌细胞(MCF-7)等。hERG钾离子通道与肿瘤细胞增殖、凋亡、分化及侵袭性密切相关，而在相应来源的正常细胞中低表达或不表达。另外，对hERG通道有特异性阻断作用的药物可以抑制肿瘤细胞的增殖。因而hERG钾离子通道将有可能作为肿瘤治疗的药物靶标，并且可以作为肿瘤形成的生物标记物。

近年来，用于hERG钾离子通道的高通量筛选方法有放射性配体结合实验、电压膜片钳技术、及基于荧光探针的检测方法等。放射性配体结合实验，会造成辐射污染。电压膜片钳技术由于其技术要求高，需投入较大的人力和物力，不适合大批量化合物的筛选。荧光探针检测方法灵敏度高，简便快捷、不需特殊设备，被广泛用于各种生物分析中。目前，用于钾离子通道相关的荧光探针主要采用荧光蛋白标记技术、免疫荧光技术、电压敏感荧光探针等，而高选择性、高灵敏度的小分子荧光探针在钾离子通道领域的应用较少。小分子荧光探针具有快速、灵敏、高通量和易于自动化等特点，已经广泛应用于蛋白质、核酸等重要生物分子的生物学和药理学检测中，对疾病机制探讨、临床诊断及药物筛选等领域的发展具有重要的意义。小分子探针一般由两部分组成：药效基团部分和荧光基团部分。药效基团与目标生物分子成高亲和力结合，荧光基团通过激发而发射荧光以标记蛋白质。因此，人们开始尝试用小分子荧光探针来检测化合物对hERG离子通道的作用。

研究建立针对hERG钾离子通道的荧光探针高通量筛选与标记的方法，将直接反映化合物对hERG钾离子通道的抑制活性，对药物研发及临床前药物的安全性评价具有重要意义。近年来，人们发现一些肿瘤细胞高表达hERG钾离子通道，这为研究肿瘤细胞及其组织提供了新的启示。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是一种苯并咪唑类hERG钾离子通道的小分子荧光探针及其制备方法与应用。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种苯并咪唑类hERG钾离子通道的小分子荧光探针，该荧光探针的结构通式如式(Ⅰ)所示：

式中，R₁为羟基、卤素、烷基或烷氧基的单取代或多取代基；R₂为荧光团；n＝1-6。

优选的，所述R₁为对位卤素；R₂为香豆素类、萘二酰亚胺类、NBD类、Cy5类及异硫氰酸荧光素类荧光团；n＝4。

优选的，所述小分子荧光探针选自具有如下结构式的化合物：

所述苯并咪唑类小分子荧光探针在hERG钾离子通道及其高表达的肿瘤细胞或组织标记中的应用。

所述苯并咪唑类小分子荧光探针可直接反映化合物对hERG钾离子通道的抑制活性。

所述苯并咪唑类小分子荧光探针在hERG钾离子通道抑制剂的高通量筛选以及在新药心脏毒性评价中的应用。