重塑药物测试

东北大学的研究人员对目前可用于筛查与心脏有关的副作用药物的方法进行了改进。

该方法涉及在硅芯片中制造微孔，在该硅芯片上鼓励脂质膜(类似于围绕细胞的脂质膜)生长。然后分离合成离子通道并在离心过程中敲入膜中。

离子通道是由蛋白质构成的孔隙，存在于某些细胞膜中，如心肌细胞。它们打开和关闭以允许离子通过，从而产生电信号。一些药物通过作用于这些离子通道而具有副作用。例如，已经从美国市场撤出的抗组胺药阿司咪唑可以关闭参与调节心跳的钾离子通道。服用它可能会导致心悸不规则。

科学家一直在研究筛选药物对离子通道副作用的方法。目前可用的方法是不完美的。在一种方法中，干细胞被导向转化为心肌细胞，其具有针对药物测试的特定类型的离子通道。然而，这种方法很繁琐，可能需要长达90天的准备时间。其他较少耗时的方法涉及将离子通道插入人工形成的脂质膜中，所述脂质膜覆盖在微米或纳米尺寸芯片中制成的小孔。但是目前的方法导致不稳定的膜的形成，降低了它们在实验过程中的效率。

东北大学材料研究高级研究所的Ayumi Hirano-Iwata教授和她的团队制作了三个具有不同形状孔的硅芯片，并比较了它们容纳含离子通道的脂质膜的能力。

每个芯片由厚薄的硅层制成，硅薄层覆盖有薄的氮化硅层，然后是薄的氧化硅层。在一系列步骤中，芯片的中心部分被蚀刻掉以形成一个小孔。根据用于溶解材料的酸的类型，孔的形状变化非常小。研究小组发现，为脂质膜提供最稳定的孔，在其上形成一个逐渐变细的边缘。在离心过程中较大百分比的膜保持附着在锥形边缘(45%)，并且当施加较小的力(75%)时，与附着于另外两个孔(0%至20%)的膜相比。

该团队通过离心将一种称为hERG的无细胞合成心肌离子通道添加到膜中。他们成功地通过施用药物阿司咪唑来检测来自通道的电流和阻断电流，这对心脏中的hERG通道具有公认的不利影响。

研究人员在他们发表在“ 科学报告 ”杂志上的研究结论中总结说，他们的方法有可能“作为一种新的筛查平台，用于评估药物副作用对患者hERG通道的潜在风险”。