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이온 채널

이온채널이란?

이온채널이란 이온이 불투과성 지질 세포막을 통과할 수 있도록 하는 cellular pathway의 구멍입니다. 칼슘, 칼륨 및 나트륨 흐름은 심근 Contraction, 췌장의 인슐린 방출, 통증과 같은 신경계의 자극 전달, T 세포 활성과 같은 여러 세포 과정에서 매우 중요합니다. GPCR과 달리 이온채널은 막을 통과하는 이온 농도 차이와 막전위(즉, 내부 및 외부 전위의 차이)가 평형을 이루도록 수동적 이온 흐름을 촉진합니다.


Flipr 칼륨 Assay 키트 원리

신약 개발에서 이온채널의 High-throughput screening

이온채널 유전자의 돌연변이는 이온 흐름을 바꾸고 전기화학적 균형을 방해할 수 있습니다. 이온채널의 이상은 간질, 운동 실조, 당뇨병, 심장 부정맥 및 암 등의 다양한 장애와 관련이 있습니다. 그러므로 신약 개발에서 이온채널은 점점 더 중요해지고 있습니다.

이온 채널은 GPCR 다음으로 큰 분류의 막 단백질이며 사람 유전체에서 확인된 400개의 단백질 부류보다 그 수가 많습니다.

약물 screening 솔루션은 약물 유발 이온 농도 변화와 이온채널의 투과성을 추적하는 데 도움이 될 수 있습니다. 더 중요한 것은 이온채널에 대한 오프타깃 약물 효과가 심장 독성을 유발할 수 있으므로, 약물 세포독성을 평가하기 위해 이온채널 활성을 Monitoring하는 것이 필요하다는 점입니다. 사실, 이러한 사유로 많은 FDA 승인 약물의 승인이 취소되어야 했습니다.

 

막전위

전통적으로 황금 표준으로 간주되는 패치 클램핑은 막전위의 변화를 측정하기 위해 선택하는 방법이었습니다. 가장 많은 정보를 제공하지만, 이 방법은 매우 노동 집약적이며 시간이 많이 걸립니다. 이온채널의 High-Throughpu 약물 screening을 위한 솔루션은 제공하지 않습니다.

Molecular Devices Corporation은 막전위의 변화를 측정하기 위한 빠르고 단순하며 안정적인 형광 assay를 제공하기 위해 FLIPR® 막전위 Assay 키트를 개발했습니다. 이 assay는 패치 클램핑에 접근하는 정보 수준을 제공합니다. FLIPR 시스템과 결합하여 이온채널 약물 표적의 high-throughput screening을 위한 매우 우수한 시스템을 제공합니다.

 

칼륨 채널

칼륨 채널은 가장 크고 다양한 이온채널 그룹을 구성하며 거의 모든 세포 유형에서 발현됩니다. 칼륨 채널은 막전위, 염 분비, 호르몬, 신경 전달 물질의 유지 및 조절을 포함한 다양한 세포 기능에 반응할 수 있습니다. 당연하게도 칼륨 채널의 기능 이상은 여러 인간 질병과 관련이 있으며 칼륨 채널에 대한 오프타깃 약물 효과는 심장 독성과 관련이 있습니다.

FLIPR® 칼륨 Assay 키트는 리간드 및 전압 개폐형 칼륨 채널의 FLIPR 시스템에서의 기능적 활성을 측정합니다. 이 시약 키트는 칼륨 채널 활성에 대한 균일하고 빠르고 간단하며 신뢰할 수 있는 형광 기반 High-Throughput Assay를 제공합니다.

 

이온채널 표적에 대한 초기 선도물질을 식별하기 위한 솔루션

당사는 assay 키트, 세포 screening 및 Imaging 시스템, Microplate Reader를 포함하여 이온채널 기능에 대한 연구를 지원하는 다양한 assay 및 분석기기 솔루션을 제공합니다. 막전위 및 칼륨 채널 assay에 대한 주요 Application Note를 아래에서 강조합니다.

 

  • hERG 채널 차단제의 특성 분석

    hERG 채널 차단제의 특성 분석

    약물 유도 hERG(human ether-à-go-go-related gene) 이온 채널의 억제는 치명적일 수 있는 심실성 부정빈맥인 Torsade de pointes에 대한 부모의 감수성과 관련이 있습니다. 최근 몇 년 동안 hERG에 대한 오프타깃 효과로 인해 여러 FDA 승인 약물의 판매가 중단되었으며, 그에 따른 결과로써 신약 개발 과정의 초기 단계에서 hERG 채널을 차단하는 화합물을 식별해야 할 필요성이 높아지고 있습니다. 우리는 여기에서 hERG 약물 활성을 연구하기 위해 FLIPR 시스템FLIPR 칼륨 Assay 키트를 활용하는 법을 보여드립니다.

    Application Note 자세히 보기:

    FLIPR Tetra 시스템에서 FLIPR 칼륨 Assay를 이용한 hERG 채널 차단제의 특성 분석

    광 유전자적 방법을 사용한 Cav 1.3 채널 assay의 개발

    Cav 1.3 채널의 개발

    Cav1.3은 L형 전압 개폐형 칼슘 채널이며 신약 개발을 위한 중요한 치료 표적입니다. 다수의 약물이 Cav1.3 채널에 상태 의존적 효과를 보이는 것으로 나타났으며, 이는 이와 같은 약물의 효능이 막전압(Vm)과 이에 따른 채널 상태의 변화(개방, 폐쇄, 비활성화)에 따라 변한다는 것을 의미합니다. 이것은 병리학적으로 과활성된 Cav1.3 채널에 대해 정말로 필요한 선택성을 제공할 가능성이 있어 다양한 상태에서 채널 차단제를 평가할 수 있는 High-Throughput assay 개발에 대한 수요가 증가하고 있습니다.

    이 채널에 대한 현재 screening 방법론은 막전위를 조절하기 위해 칼륨 챌린지 테스트를 사용한 전기 생리학 또는 형광 측정 방법을 활용하지만 두 가지 접근 방식 모두에는 상당한 한계가 존재합니다.

    이 연구에서는 FLIPR 시스템를 사용하여 상태 의존성 칼슘 채널 차단제를 screening하기 위해 반전 가능하고 정밀한 방법으로 막전위를 제어하는 것에 대한 광 유전자적 도구의 새로운 유용성을 증명합니다.

    FLIPR Tetra 시스템에서 광 유전자적 방법을 사용한 Cav 1.3 채널 assay의 개발

  • 세포 기반 칼륨-염화물 수송체 Assay의 개발

    세포 기반 칼륨-염화물 수송체 Assay의 개발

    세포 내 칼륨 이온 채널의 기능 평가는 특히 심장의 안전성과 관련된 경우 신약 개발에서 매우 중요한 과정입니다. FLIPR® 칼륨 Assay 키트는 전압과 리간드 개폐형 칼륨(K+) 채널 둘 모두를 통해 탈륨 이온(Tl+)의 투과성을 활용합니다. 이 assay에서는 새로운 고감도 Tl+ 지시약 염료가 개방 상태인 칼륨 채널의 수에 비례하는 밝은 형광 신호를 생성하여 칼륨 채널 활성을 기능적으로 보여줍니다.

    Application Note 자세히 보기:

    FLIPR 칼륨 Assay 키트를 이용한 세포 기반 칼륨-염화물 수송체 Assay의 개발

    리간드 개폐형 이온채널(LGIC)

    리간드 개폐형 이온채널(LGIC)

    리간드 개폐형 이온채널(LGIC)은 신경 전달 물질과 같은 리간드의 결합에 반응하여 막을 가로질러 이온의 통과를 가능하게 하는 막단백질의 큰 부류 중 하나입니다. LGIC는 여러 생리적 기능과 여러 인간 질병과의 연관성 측면에서 중요한 역할을 하므로 매우 매력적인 약물 표적 분류 중 하나입니다.

  • 막전위 측정하기

    막전위 측정하기

    이 Application Note는 FLIPR 막전위 assay 키트를 사용하여 FLIPR 시스템에서 막전위 assay를 수행하기 위한 기본 프로토콜과 assay 최적화 및 문제 해결을 위한 몇 가지 중요한 parameter에 대한 설명을 제공합니다.

    이 키트는 패치 클램핑 데이터에 필적하는 매우 유익한 데이터의 이점과 FLIPR 시스템을 사용하여 달성할 수 있는 high-throughput screening의 이점을 결합합니다.

    형광측정 이미징 Plate Reader(FLIPR® ) 시스템에서 FLIPR® 막전위 Assay 키트를 사용한 막전위 측정

    막전위 Assay

    막전위 Assay

    근육 세포나 심장 세포에서와 같은 막전위(세포막을 가로지르는 전압)의 변화는 세포에 치료 효과 또는 부작용을 낼 수 있습니다. 전압에 민감한 염색시약은 세포막을 가로질러 변화하는 막전위를 측정하는 데 사용할 수 있습니다. 염색시약 강도 증가는 전압 상승을 나타내며, 신호의 감소는 막전위 하강을 나타냅니다. 채널이 차단되면 염색시약의 형광 신호가 감소합니다. 이는 잠재적인 채널 개방제 및 차단제를 식별하기 위해 많은 수의 약물을 screening하는 간접적인 방법입니다.

    막전위 Application Notes

  • NaV1.5 채널 assay 최적화

    NaV1.5 채널 assay 최적화

    전압 의존성 이온 채널은 심장, 골격근, 뇌, 신경세포의 흥분가능한 세포막에 존재합니다. 이러한 채널을 차단하거나 조절하면 치료 효과가 있거나 정상적인 세포 기능을 저해할 수 있습니다. 그 결과, 전압 의존성 이온 채널에 영향을 미치는 화합물은 신약 개발에서 중요한 표적이 됩니다.

    FLIPR® 막전위 Assay 키트는 이온 채널 활성화 및 이온 수송체 단백질과 관련된 실시간 막전위 변화의 관찰을 위한 균질 형광 기반 제조를 제공합니다.

    Application Note 자세히 보기:

    FLIPR 막전위 Assay 키트를 이용한 NaV1.5 채널 assay의 최적화

    칼륨 Assay

    칼륨 Assay

    대부분의 이온채널 신약 개발 솔루션은 칼륨 채널에 초점을 맞추고 있습니다. 칼륨 채널은 가장 보편적인 유형의 이온채널이며, 이는 심근 작용 및 호르몬 방출 시 작동하기 때문입니다. 칼륨 assay 키트는 칼륨 채널 활성의 대리표지자인 칼륨 채널을 통한 탈륨 수송에 미치는 약물 분자의 영향을 측정하는 데 사용할 수 있습니다.

    칼륨 assay 자료:

  • High-throughput screening을 위한 칼륨 이온채널 Assay

    High-throughput screening을 위한 칼륨 이온채널 Assay

    칼륨 채널은 막 전위, 염 분비, 호르몬, 신경 전달 물질의 유지 및 조절을 포함한 다양한 세포 기능에 반응할 수 있습니다. 칼륨 채널의 이상은 여러 인간 질병과 연관성을 가집니다. 칼륨 채널에 대한 오프타깃 약물 효과는 심장 독성과 연계되어 있습니다. 칼륨 채널의 중요한 생리적 기능과 약물 유발 독성에서의 함의로 인해 제약 업계에서 이를 집중적으로 연구하고 있습니다. 또한, 세포 기반 기능 assay는 생리적으로 연관성이 높은 결과를 도출하므로 점점 더 많이 사용되고 있습니다. High-throughput 형식의 K+ 이온채널 활성 측정에는 어려움이 있습니다. 널리 사용되는 기법은 칼륨 채널 활성을 측정하는 대신 탈륨과 탈륨 민감성 형광 염료와의 결합을 활용한 형광측정 방법을 사용하는 것입니다.

    Scientific Poster 다운로드:

    High-Throughput Screening을 위한 새로운 균질화 칼륨 이온채널 Assay

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