패치 클램프 기술의 응용 분야

< P > 패치 클램프 기술은 지금까지 현대 세포 전기 생리학의 일반적인 방법으로 발전해 왔으며, 기초생물의학 연구의 도구일 뿐만 아니라 임상의학 연구에 직간접적으로 서비스를 제공하고 있습니다. < P > 현재 패치 클램프 기술은 신경 (뇌) 과학, 심혈관 과학, 약리학, 세포생물학, 병리 등에 널리 사용되고 있습니다. < P > 완전 자동 패치 클램프 기술 (Automatic patch clamp technology) 이 등장함에 따라 패치 클램프 기술은 자동화, 고 처리량 특성으로 인해 약물 개발, 약물 스크리닝에 강한 생명력을 보였다. (1) 채널 연구에서 패치 클램프 기술의 중요한 역할 < P > 응용 패치 클램프 기술은 단일 이온 채널 전류와 개폐 시간, 이온 채널의 이온 선택성을 직접 관찰하고 구분할 수 있으며, 새로운 이온 채널과 아형을 발견할 수 있습니다. 단세포 전류와 전세포 전류를 기록하면서 세포막의 채널 수와 개방 확률을 더 계산할 수 있으며, 일부 세포내 또는 외물질이 이온 채널 개폐 및 채널 전류에 미치는 영향을 연구하는 데도 사용할 수 있습니다. 세포 신호를 연구하는 데 사용되는 크로스막 전도와 세포 분비 메커니즘. 분자 복제 및 고정 소수점 돌연변이 기술과 결합 된 패치 클램프 기술은 이온 채널의 분자 구조와 생물학적 기능의 관계에 관한 연구에 사용될 수 있습니다. < P > 패치 클램프 기술을 이용하여 과녁 수용체에 작용하는 약물의 위치 분석에도 사용할 수 있습니다. 뉴런 니코틴 수용체가 리간드 게이팅 이온 채널인 경우, 패치 클램프 전 세포 기록 기술은 니코틴 유도 전류를 기록하여 뉴런 니코틴 수용체 활동의 전 과정을 시각적으로 반영할 수 있다. 수용체와 흥분제 및 길항제의 친화력, 이온 채널 개방, 폐쇄된 역학 특징, 수용체의 민감성 등을 포함한다. 다이어프램 클램프 전 세포 기록 기술을 사용하여 항제가 니코틴 수용체의 흥분량 효과 곡선에 미치는 영향을 관찰하여 그 작용의 역학적 특징을 결정합니다. 그런 다음, 항제가 수용체 감민에 미치는 영향에 따라, 항제의 작용에 전압 의존성, 사용 의존성 등의 특징이 있는지 여부에 따라, 니코틴 수용체에 대한 항제의 다양한 작용 부위를 기능적으로 구분할 수 있다. 즉, 항제가 수용체의 흥분제 인식 부위, 이온 채널 또는 기타 변형 부위에 작용한다고 판단할 수 있다.

(2) 약물 작용과 관련된 심근이온 채널 < P > 심근세포는 각종 이온 채널을 통해 막전위와 행동전위의 안정상태를 유지함으로써 정상적인 기능을 유지한다. 최근 몇 년 동안 외국 학자들은 인간 심근세포 이온 채널 특성 연구에서 많은 진전을 이루어 심근약리학 실험을 동물 세포 모델에서 인간 심근세포로 가능케 했다.

(3) 이온 채널의 생리와 병리 상황에 대한 작용 메커니즘에 대한 연구 < P > 는 각종 생리나 병리 상황에서 세포막의 어떤 이온 채널 특성에 대한 연구를 통해 이 이온의 생리적 의미와 질병 과정에서의 작용 메커니즘을 이해한다. 칼슘이온이 뇌결혈신경세포 손상에서 작용하는 메커니즘에 대한 연구에 따르면, 결혈성 뇌손상 과정에서 Ca2+ 매개 현상은 매우 중요한 역할을 한다. 결혈산소 부족으로 Ca2+ 통로가 개방되고, 과다한 Ca2+ 가 세포에 들어가면 Ca2+ 과부하가 발생해 뉴런과 세포막 손상, 막 수송 기능 장애를 일으킨다. 심각한 신경세포 괴사

(4) 단세포 형태와 기능관계에 대한 연구 < P > 는 패치 클램프 기술과 단세포 역전사 폴리효소 사슬을 반응기술로 결합시켜 전세포 패치 클램프 기록에 단세포 내용물이나 전체 세포 (세포막 포함) 를 전극으로 흡입해 세포에 존재하는 각종 mRNA 를 모두 빠르게 cDNA 로 역전시켜 이를 통해 형태가 비슷하고 전기 활동이 다른 결과에 대해 분자수준의 해석을 하거나 단세포 역전사 폴리효소 체인형 반응에 표본을 제공하여 같은 구조에서 형태가 매우 비슷하지만 기능이 다른 사실에 대해 분자수준의 해석을 제공할 수 있다. 현재 국제적으로 이 기술을 장악하는 실험실이 적기 때문에 우리나라 베이징대 신경과학연구소는 1994 년 국내에서 먼저 전개되었다.

(5) 약물 작용 메커니즘에 대한 연구 < P > 채널 전류 기록에서는 각기 다른 시간, 부위 (막내 또는 막외) 에 다양한 농도의 약물을 가할 수 있으며, 채널 기능에 미치는 영향을 연구하고, 채널에 선택적으로 작용하는 약이 사람과 동물의 생리 기능에 영향을 미치는 분자 메커니즘을 이해할 수 있다. 이것은 현재 막집게 기술이 가장 널리 사용되는 분야로, 양약 약물 메커니즘에 대한 논의와 중요한 약리 연구에 널리 사용되고 있다. 개리 등 보도세포 부착식 패치 클램프 싱글 채널 기록법은 인삼디올 그룹 사포닌이 정상과 결혈에 의해 유도된 쥐 대뇌피질 뉴런 L 형 칼슘 채널의 개방을 억제하여 칼슘 내류를 줄여 결혈세포에 보호 작용을 할 수 있다는 것을 관찰했다. 진룡 등은 세포 부착식 싱글 채널 기록법을 통해 아코 니틴이 배양된 Wistar 다람쥐 심실근세포 L 형 칼슘 통로에 차단작용이 있다는 사실을 발견했다.

(6) 심혈관 약리연구에 적용 < P > 패치 클램프 기술이 심혈관에 광범위하게 적용됨에 따라 혈관 질환과 약물 작용에 대한 인식이 끊임없이 새로워졌을 뿐만 아니라 병인학과 약리학 측면에서도 많은 새로운 관점을 형성하고 있다. 노벨재단이 시상할 때 말했듯이, "Neher 와 Sadmann 의 공헌은 다양한 질병의 메커니즘을 이해하는 데 도움이 되며, 새로운 특효 약물을 개발하기 위한 길을 열어준다" 고 말했다.

(7) 혁신약 연구 및 고통량 선별 < P > 은 현재 이온 채널 고통량 필터링에서 주로 샘플량, 필터링 속도 우세, 정보량 요구 사항이 높지 않은 초급 선별을 진행하고 있다. 최근 몇 년 동안 패치 클램프와 형광 프로브를 기반으로 하는 두 가지 주요 기술 시장이 각각 형성되었다. 전기 생리학 연구의 정보량이 많고 감도가 높은 특징과 자동화, 미량화 기술을 결합하여 자동 패치 클램프 등 새로운 기술을 만들어 냈다.

(8) 신경과학에서의 응용 < P > 패치 클램프 기술과 이온조각 기술을 결합하면 뉴런 이온 채널을 포지셔닝할 수 있고, 뉴런 시냅스 연결 연구도 할 수 있어 배양된 뉴런이나 급성 분산 뉴런을 사용하는 것에 비해 대체불가의 장점이 있다.