《Molecular Brain》：Chlorpromazine directly inhibits Kv1.3 channels by facilitating the inactivation of channels
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在神經炎癥相關疾病研究中，為明確氯丙嗪（CPZ）抑制小膠質細胞 Kv1.3 通道機制，研究人員用表達人 Kv1.3 通道的非洲爪蟾卵母細胞開展研究。結果顯示 CPZ 直接抑制 Kv1.3 通道，且不依賴電壓。這有助于理解 CPZ 抑制神經炎癥的機制。
在神奇的大腦世界里，小膠質細胞作為中樞神經系統（CNS）的 “免疫衛士”，時刻守護著大腦的健康。當遇到外部病原體入侵或急性腦損傷時，小膠質細胞會迅速 “變身”，從安靜的守護者轉變為活躍的 “戰斗員”，釋放出促炎細胞因子，引發神經炎癥。這看似是身體的一種自我保護機制，但如果炎癥反應失控，就會像脫韁的野馬，對神經元的正常功能造成嚴重破壞，影響神經元的興奮性、突觸形成、突觸可塑性，甚至認知功能。如今，越來越多的研究發現，阿爾茨海默病、自閉癥、抑郁癥等多種神經和精神疾病，都與神經炎癥有著千絲萬縷的聯系。
在小膠質細胞中，離子通道就像一個個精密的 “開關”，掌控著神經炎癥的 “閥門”，其中 Kv1.3 通道更是在神經炎癥和多種疾病的病理過程中扮演著關鍵角色。而氯丙嗪（CPZ）作為一種常用的抗精神病藥物，不僅能治療精神疾病，還展現出了抗炎的 “隱藏技能”，它可以降低內側前額葉皮質（mPFC）小膠質細胞中 Kv1.3 的活性，從而減輕炎癥反應。然而，CPZ 在 mPFC 中發揮作用的具體機制卻像一團迷霧，讓人捉摸不透。因為 mPFC 中細胞類型多樣，CPZ 又能抑制多巴胺受體，所以它到底是直接作用于 Kv1.3 通道，還是通過其他受體或細胞間接發揮作用，一直是科學界爭論的焦點。為了揭開這個謎團，來自首爾國立大學牙科學院生理學系和江原國立大學醫學院生理學系的研究人員展開了深入研究，相關成果發表在《Molecular Brain》雜志上。
研究人員為了深入探究 CPZ 對 Kv1.3 通道的作用機制，采用了多種關鍵技術方法。他們利用非洲爪蟾卵母細胞的異源表達系統，將編碼人 Kv1.3 通道的互補 RNA（cRNA）注入卵母細胞中。隨后，運用雙電極電壓鉗技術，在不同條件下精確測量 Kv1.3 通道的電流變化，以此來研究 CPZ 對通道的影響 。
1. CPZ 直接抑制人 Kv1.3 通道電流
研究人員通過雙電極電壓鉗實驗，監測施加 100 μM CPZ 后 Kv1.3 通道的穩態電流和峰值電流變化。結果發現，CPZ 能在 6 分鐘內迅速抑制峰值電流和穩態電流，并且這種抑制作用呈現出明顯的濃度依賴性。在 1 - 100 μM 的濃度范圍內，隨著 CPZ 濃度的增加，對 Kv1.3 通道電流的抑制效果愈發顯著。這表明 CPZ 能夠直接作用于 Kv1.3 通道，無需借助其他離子通道或受體，如多巴胺 D2 受體，就能實現對通道電流的急性抑制。
2. Kv1.3 通道被 CPZ 抑制不具有電壓依賴性
研究人員在不同的電位水平下，比較 CPZ 對 Kv1.3 電流的抑制率。結果顯示，在 30 μM CPZ 處理 6 分鐘的情況下，從 - 20 mV 到 + 50 mV 的不同測試電壓下，CPZ 對 Kv1.3 峰值電流和穩態電流的抑制率并無顯著差異，且這種電壓獨立性在 0.1 - 100 μM 的 CPZ 濃度范圍內均成立。這說明 CPZ 對 Kv1.3 通道的抑制作用不受電壓變化的影響，無論細胞膜處于何種電位狀態，CPZ 都能穩定地發揮其抑制功能。
3. CPZ 對 Kv1.3 通道激活和失活時間常數的影響
研究人員探究 CPZ 對 Kv1.3 通道激活和失活時間常數的影響。實驗數據表明，30 μM 和 100 μM 的 CPZ 處理 12 分鐘后，對通道激活時間常數影響較��；但卻能顯著降低通道的失活時間常數，使 Kv1.3 通道更快地進入失活狀態。這意味著 CPZ 對 Kv1.3 通道失活過程的影響大于對激活過程的影響，加速了通道的失活進程。
4. CPZ 對穩態 Kv1.3 通道激活和失活的影響
研究人員使用雙脈沖協議誘發尾電流，通過擬合玻爾茲曼方程得到穩態激活和失活曲線。對比對照組和 100 μM、300 μM CPZ 處理組的曲線參數，發現各組之間的斜率（k）和半激活電壓（V1/2）并無顯著差異。這說明在 100 μM 和 300 μM 的濃度下，CPZ 對 Kv1.3 通道的穩態激活和失活動力學沒有明顯影響，通道的激活和失活門控特性并未因 CPZ 的存在而發生顯著改變。
5. CPZ 對 Kv1.3 通道失活恢復的影響
研究人員采用雙脈沖協議，研究 CPZ 對 Kv1.3 通道從 C 型失活中恢復的影響。實驗結果顯示，在對照組和 100 μM CPZ 處理組中，通道從失活中恢復的過程均符合單指數函數，且兩者的時間常數相近。這表明 CPZ 的解離速率與通道在正常狀態下開放和關閉狀態之間的轉換速率相當，進而解釋了 CPZ 對 Kv1.3 通道產生使用非依賴性抑制的原因。
綜合上述研究結果，研究人員得出結論：CPZ 能夠直接作用于 Kv1.3 通道，以一種獨特的 “掩蔽阻斷” 方式抑制通道電流。它不依賴于電壓，對通道的激活和失活門控沒有顯著影響，但能夠加速通道的失活過程，穩定通道的關閉狀態。這一發現意義重大，它明確了 CPZ 抑制神經炎癥的關鍵機制，證實了 Kv1.3 通道是 CPZ 發揮抗炎作用的重要靶點，為理解 CPZ 在神經系統疾病治療中的作用提供了新的視角。同時，也為開發針對 Kv1.3 通道的新型免疫抑制藥物提供了理論依據，有助于推動神經炎癥相關疾病治療手段的創新和發展 。
