Kv7チャネル阻害剤の心保護効果に及ぼす投与時間とKv7サブチャネルの影響

Impact of Administration Time and Kv7 Subchannels on the Cardioprotective Efficacy of Kv7 Channel Inhibition.

• Jan Hansen
• Jacob Johnsen
• Jan Møller Nielsen
• Charlotte Brandt Sørensen
• Casper Carlsen Elkjær
• Nichlas Riise Jespersen
• Hans Erik Bøtker

抄録

目的:

XE991によるKv7.1-5（KCNQ1-5）チャネル阻害による心保護のメカニズムは不明である。我々は，XE991 の心保護効果に対する投与時間の影響，主要なプロサバイバルキナーゼの関与，Kv7 サブチャネルの重要性を検討した．

Purpose: The mechanism of cardioprotection by Kv7.1-5 (KCNQ1-5) channels inhibition by XE991 is unclear. We examined the impact of administration time on the cardioprotective efficacy of XE991, the involvement of key pro-survival kinases, and the importance of the Kv7 subchannels.

方法:

単離したラットの灌流心臓を5つのグループに分けた：1）ビヒクル、2）前、3）後または4）XE991の前と後の脳虚血投与、または5）クロマノール293B（Kv7.1阻害剤）の後、梗塞サイズの定量化を行った。虚血/再灌流を模擬したHL-1細胞を、a) ビヒクル、b) XE991の虚血前、b) c) per-、d) post-、またはe) XE991、f) クロマノール293B、またはg) HMR1556 (Kv7.1阻害剤)の虚血前、虚血後投与のいずれかに曝露しました。HL-1細胞傷害は、ヨウ化プロピジウム/Hoechst染色により評価した。XE991媒介HL-1細胞保護におけるAkt、ErkおよびSTAT3のプロサバイバルキナーゼ活性化は、ホスホキナーゼ阻害剤を用いて評価した。Kv7 サブタイプの発現を RT-PCR と qPCR で調べた。

Methods: Isolated perfused rat hearts were divided into five groups: 1) vehicle, 2) pre-, 3) post- or 4) pre- and post-ischemic administration of XE991 or 5) chromanol 293B (Kv7.1 inhibitor) followed by infarct size quantification. HL-1 cells undergoing simulated ischemia/reperfusion were exposed to either a) vehicle, b) pre-, c) per-, d) post-ischemic administration of XE991 or pre-, per- and post-ischemic administration of e) XE991, f) Chromanol 293B or g) HMR1556 (Kv7.1 inhibitor). HL-1 cell injury was evaluated by propidium iodide/Hoechst staining. Pro-survival kinase activation of Akt, Erk and STAT3 in XE991-mediated HL-1 cell protection was evaluated using phosphokinase inhibitors. Kv7 subtype expression was examined by RT-PCR and qPCR.

結果:

XE991は、クロマノール293Bではなく、すべての分離された心臓群において梗塞サイズを縮小し、血行動態の回復を改善した。XE991は模擬虚血中に投与するとHL-1細胞を保護した。生存キナーゼのわずかな活性化はXE991に曝露された細胞で観察されたが、キナーゼ活性化を薬理学的に阻害してもXE991による保護は低下しなかった。Kv7サブチャネル1～5はラット心臓に全て存在したが、HL-1細胞ではKv7.1とKv7.4が優勢であり、選択的なKv7.1は虚血/再灌流傷害を減少させなかった。

Results: XE991, but not Chromanol 293B, reduced infarct size and improved hemodynamic recovery in all isolated heart groups. XE991 protected HL-1 cells when administered during simulated ischemia. Minor activation of the survival kinases was observed in cells exposed to XE991 but pharmacological inhibition of kinase activation did not reduce XE991-mediated protection. Kv7 subchannels 1-5 were all present in rat hearts but predominately Kv7.1 and Kv7.4 were present in HL-1 cells and selective Kv7.1 did not reduce ischemia/reperfusion injury.

結論:

XE991の心保護効果は虚血や初期再灌流時の存在に依存しており、RISK（p-Aktとp-Erk）やSAFE（p-STAT3）経路の活性化には依存していないようである。XE991の保護効果は主にKv7.4サブチャンネルを介して媒介されているようである。

Conclusion: The cardioprotective efficacy of XE991 seems to depend on its presence during ischemia and early reperfusion and do not rely on RISK (p-Akt and p-Erk) and SAFE (p-STAT3) pathway activation. The protective effect of XE991 seems mainly mediated through the Kv7.4 subchannel.

© 2020 Hansen et al.