離子通道對藥物研發有哪些意義？

01-06

謝邀。

如果想全面透徹地回答這個問題，大概要寫本厚書。或者一本博士論文都無法論述全面。所以我盡量說的簡單些。

1.為什麼我們會感到疼痛, 懂得知冷知熱？為什麼我們能夠享受到川菜的麻和辣？又為什麼，心臟會跳動，血管會收縮？這些, 都要感謝離子通道的存在。各種離子，主要是鈣納鉀氯，不僅作為電解質經常活躍在運動飲料瓶的標籤上, 也幫我們傳遞各種體內的生物信號。正是這些離子在細胞之間的流通，形成了電流，所以才有了心電圖; 也因此, 末稍神經感受到的疼痛才能通過層層傳遞，為大腦所感知。離子的運動是需要控制的，只有在刺激元出現的時候，才開始在細胞之間大規模＂轉移＂，進行信號傳遞。這就需要離子通道（受體的一種）的存在：也就是膜與膜之間的一些大門，允許不同的離子在不同的情況下有選擇的通過。比如，感受辣刺激的受體TRPV1，當辣椒素（Capsaicin, 形成辣味的有效化學成分）出現在環境中，就會自動打開大門，放陽離子(主要是鈣離子)通過，從而形成電流，把辣感受從一個神經細胞的末稍傳導到中樞神經系統，這樣我們的大腦就會知道，剛才接觸的環境／物品中含辣的成分。話說, 如果你天生對冷水不敏感，沒準是因為你比別人缺了點鈉離子受體(NaV1.8，負責感受涼，即攝氏18度以下溫度)~下回再有人諷刺你「皮糙肉厚」，千萬記得要用這條反駁哦~ 離子通道無處不在。我老闆的辦公室里貼著這樣一副朋友作的漫畫，「一對老鼠夫婦躺在床上，公老鼠用被子遮住臉羞愧難當狀，母老鼠怒目相視道：你就不能多長點P2X1么！」（P2X1 受體，表達於平滑肌，與輸精管收縮和排放精子能力有關）。鑒於以上諸多重要生理功能，可以想見幫離子通道「把好門」有多麼重要。

2.所謂藥理學，就是研究藥物作用在人體上的機理。我喜歡把離子通道比喻成"大門"，把刺激元比喻成＂鑰匙＂，離子本身就是通過大門的＂信息流＂。想讓離子通道為我們所用，關鍵是要了解怎麼控制好門上的＂鎖＂。具體說來，是怎麼合成一把看上去跟正牌鑰匙差不多，正好能卡在鎖眼裡，重要的是比正牌鑰匙還容易插在鎖孔中，但就是怎麼都擰不開鎖的假鑰匙, 從而使這扇門失去功能。說到針對離子通道合成的藥物，恐怕首先想到的就是倍他洛克。它抑制位於心血管系統的beta受體，起到降血壓的效果。因為大多數離子通道帶來的都是正性刺激，大多數針對性的藥物是相應的阻滯劑。同樣是阻滯劑也有效果強弱區分，也就是親和度的大小。最理想的，是找到一個化學結構，能正好嚴絲合縫地卡在＂鑰匙孔＂里。而且這把鑰匙的親和力奇強，同樣條件下，競爭能力比真鑰匙強萬萬倍，可惜效果卻是零（從而抵消真鑰匙的作用）。它可以被吸收入循環系統，被肝完全代謝，也可以被腎完全排出（毒性）。這可是個千百萬里篩一的過程。如此龐大的工作量，加上後面近１０年的臨床實驗，在國外，通常由製藥公司完成。

3.而離子通道阻滯劑又容易帶來非常多的副作用。為啥呢？因為它們往往只認得＂門＂，卻無法在某一靶向組織器官聚集，而這樣的＂門＂又分布太廣。它們的副作用通常是由於，進入循環系統後，作用在不該作用的器官上導致的。所以有人說, 對於心律失常來說，離子通道方面的研究該退居二線了，把精力和金錢讓給酶類抑製劑吧，它們更特異（好比萬艾可，又稱偉哥），副作用更少。

4.其實相關研究並未因此而大幅減少。除本身發揮著重要生理功能之外，我們實在太喜歡離子通道了。因為它很直接。你看我根本不用畫複雜的示意圖，只要講一個關於＂門和鑰匙＂的故事，就可以幫你理解它。人們發現的第一個離子通道是尼古丁乙醯膽鹼受體（nAchR），如果你讀藥理的話，強烈不建議選擇這個課題，因為近30年來人們已經反覆把它研究個底兒朝天，很難再找到重大突破點；如果你正在戒煙，而且同Benedict Cumberbatch飾演的Sherlock一樣迫切需要尼古丁貼片的話，別忘了，你不僅是在考驗自己的意志，也在與你的離子通道做抗爭哦~

cnt 。收到邀請太惶恐了。

個人認為，簡單來說，這個問題一句話就可以回答了；離子通道作為藥物的作用靶點，在新葯研究中有著重要作用。

展開來說，離子通道有兩個重要的特點，一，毋庸置疑，就是供離子進出細胞膜；離子進出細胞膜的重大生理病理意義大大們都很專業地解釋了；總而言之，離子通道是控制細胞內外離子濃度的閥門，而離子濃度要是不正常了，你就會出現這樣那樣的病。。

二就是離子通道是一種受體，可以和相應的物質結合，從而改變其開放或是封閉的狀態（離子通道作為一種門，自然有開和關兩種狀態），進而達到對離子濃度的調控。這裡所說的相應的物質在藥物研究中就是各種藥物，或是藥物在體內的代謝產物，或是藥物作用於體內其他受體所產生的物質。

總之，在藥物研究中，你首先要研究相應疾病的病理，如果這個病可以通過調節離子濃度來治療，比如鉀離子對心率的影響，那麼你就可以考慮設計作用於相應離子通道的藥物。臨床上用的比較多的作用於離子通道的葯是治療心血管疾病的葯。

以上是我根據我上學期學的生物化學和藥物化學做的解說。都是理論上的，現在科研前沿以及實際運用方面的東西知道的不多。。

許多藥物都與這種或者那種離子通道有關，而上面幾位說的抗心律失常的藥物，其中通過鈉離子通道起作用的藥物，比如利多卡因、奎尼丁，都有很強的毒性。反而是抑制神經傳導的腎上腺素能受體抑製劑，比如美托洛爾，能起到很好的抗心律失常作用。同時鈣離子抑製劑，如地爾硫卓，作用也很好。總體來說，是因為很多細胞都具有鈉、鉀通道，抑制它們可能產生廣泛而嚴重的副作用，相對於它的治療作用，也許就得不償失了。而腎上腺素能受體抑製劑既有a、β的區分，又有組織的特異分布，並且有膽鹼能神經的調節。另一方面，鈣離子通道與細胞凋亡有關係，而在細胞正常的電生理裡面貢獻相對較少，故而其抑製劑影響無大。總之，研究藥物通過離子通道起作用是很初步的，而通過抑制離子通道而起作用也是選擇性很差的，目前專註於研究亞型的分布、和其特異性抑製劑。

有很多藥物就是離子通道的阻斷劑，如心血管系統疾病藥物，尼莫地平，它是Ca離子通道的抑製劑，降低血壓。還有鉀離子的抑製劑，抗心律失常的，等等。離子通道的作用很廣泛，還有很多值得研究的。

做過離子通道數據分析，特地研究一下離子通道的歷史。

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說一點離子通道的重要性，人有五感：視覺，聽覺，觸覺，嗅覺，味覺。都跟離子通道的傳到的神經信號有關。

味覺：食物跟人體有接觸，化學反應。

嗅覺：涉及到氣體的反應。

視覺：光子和能量進入虹網膜。

但是比如聽覺和觸覺，不涉及化學反應，聽覺聲波的震動，觸覺：力的感知。

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當人類研究離子通道當然還不知道這個東東，如1952年，University College London的Alan Hodgkin and Andrew Huxley研究一種電壓啟動的離子通道的電流。

後來他們同事Bernard Katz和Ricardo Miledi確定一定有什麼的洞洞才能產生這樣的電流差異。

但是直到Katz的博士後學生德國人Sakmann Bert發明一種path-clamp的技術，才捕捉到隨時間的電流。

離子通道有三個基本分類，電壓，ligand受容體，以及宏觀力。

受容體估計跟藥物學直接關聯大，比如測試藥物是否有對通道作用，直接觀察藥物分子跟通道附近的蛋白質結合不？

前幾年有個研究關於離子選擇性的離子通道蛋白質結構獲Nobel了，最近宏觀力誘導的離子通道也有很多人研究。Buffalo的F Sachs，Feng Qin，曼斯特C Kung 以及馬里蘭 Sukharev都是幾十年如一日的研究。

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關於跟醫學製藥的，這個需要專門的藥學專家來簡答。

搬著以前的生理學知識……鉀、鈣、鈉很多是通過離子通道進出細胞，而這些離子對調節滲透壓、生物電或是生化反應必需的金屬離子都是關鍵作用。以樓上抗心律失常來說，阻斷鉀離子通道是防止鉀離子濃度失常引起的心肌生物電失常，而且因為目標功能區不涉及入細胞化學反應，是快速反應，見效快。從這點來說，作為速效葯是很有優勢的。