Kv1.3钾通道异常介导的神经自身免疫性疾病作用机制研究

神经自身免疫性疾病以炎性细胞向中枢神经浸润为主要特点，是一类易于复发致残的神经系统疾病，其确切发病机制至今尚不清楚。由于钾离子通道Kv1.3在效应记忆T淋巴细胞（TEM）的活化过程中起关键作用,使Kv1.3钾通道成为潜在的多发性硬化症治疗靶点。本项目主要通过分子设计和基因文库筛选获得特异性作用于Kv1.3钾通道的两种多肽阻断剂ADWX-1和ImKTX88，并利用特异性的阻断剂研究Kv1.3钾通道异常介导的神经免疫性疾病作用机制,证实了多肽阻断剂可以通过抑制T细胞表面Kv1.3通道的活性以及降低通道表达量来选择性的抑制T细胞的活化，从而有效抑制炎症反应和保护中枢神经系统，缓解EAE的临床症状，提示高选择性和特异性的Kv1.3通道阻断剂可作为治疗多发性硬化症的一种新的潜在治疗药物。项目综合运用分子生物学、细胞生物学、电生理学等技术，阐明了Kv1.3钾通道阻断剂在大鼠EAE（多发性硬化症的动物模型）中对不同类型T细胞的活化的抑制效应和作用机制，以及多肽阻断剂在炎性细胞向中枢神经浸润过程中的保护作用，包括对细胞粘附迁移，血脑屏障破坏以及中枢神经系统脱髓鞘损伤等病理改变的影响。在前期研究中，我们利用经分子设计获得的高亲和力靶向Kv1.3通道多肽阻断剂ADWX-1，对靶向Kv1.3通道治疗EAE的作用和多肽选择性抑制TEM细胞的机制进行了研究，发现其能够通过选择性抑制CD4+CCR7-的TEM细胞缓解大鼠EAE模型，阐明了多肽通过阻断Kv1.3通道抑制NF-κB信号通路的作用机制，并发现其可有效抑制Th17细胞的活化。后续研究中，我们在前期基础上从蝎毒肽基因文库中筛选出另一个对Kv1.3有更高选择性的多肽阻断剂ImKTX88，用其进一步研究了多肽对大鼠EAE模型的治疗作用和机制，发现该多肽可以有效降低EAE模型的临床评分、脱髓鞘评分和炎症评分，多肽除了可以选择性抑制CD4+CCR7-的TEM细胞外，进一步发现多肽通过阻断Kv1.3通道能有效抑制CD8+T细胞的激活从而降低炎症损伤，并发现多肽可以有效阻断炎性细胞向中枢神经浸润过程，包括抑制细胞粘附迁移，保护血脑屏障等影响，最后初步研究发现多肽对可以降低少突胶质细胞的损伤起到神经保护作用。本项目的研究结果阐明了Kv1.3钾通道作为神经自身免疫性疾病治疗靶点的分子机制，为神经自身免疫性疾病的预防与治疗提供理论和实验依据。