HERG基因是进化保守的电压门控钾离子通道Ether-a-go-go（eag）家族成员之一,其编码的钾通道是一种特殊类型的钾通道,具有内向整流特性。近来,肿瘤研究开始重新定义电压敏感性的钾离子通道在肿瘤的恶性表型及进展中的作用。研究表明,HERG钾通道选择性表达于多种组织来源的肿瘤细胞,参与调控肿瘤细胞周期、增殖与凋亡。HERG蛋白的的表达水平也可能成为与肿瘤的恶性转变息息相关的一个生物标记物。因此,HERG钾通道有望成为抗肿瘤治疗的一个新靶点。马钱子是马钱科植物马钱的种子,作为一种传统中药被用来有效的治疗肿瘤、风湿性疼痛等疾病。其中士的宁和马钱子碱是马钱子的两种主要生物活性成分。我们前期的研究表明马钱子碱和士的宁对HERG通道表现出比较强的阻断作用,其IC50值分别为44.5μM和25.9μM。本研究中我们探讨了马钱子碱和士的宁通过靶向HERG通道抗肿瘤的作用及其机制,为抗肿瘤治疗提供新的视野及依据。我们首先检测了马钱子碱和士的宁对几种HERG蛋白表达水平不同的肿瘤细胞（HT29、PC9、A549）的作用,HT29来源于人结肠癌细胞、PC9和A549来源于人肺癌细胞。其HERG蛋白表达水平比较为A549<PC9<HT29。结果显示:马钱子碱和士的宁对HT29、PC9、A549细胞增殖有明显的抑制作用,其中马钱子碱对HT29、PC9、A549的半抑制浓度IC50值分别为0.421mM、0.681mM、0.738mM;士的宁对HT29、PC9、A549的半抑制浓度IC50值分别为为0.363mM、0.712mM、0.661mM。结果表明马钱子碱和士的宁对肿瘤细胞的抑制作用与其HERG蛋白表达水平正相关。我们接着以HT29、A549为研究对象探讨了马钱子碱和士的宁对肿瘤细胞细胞周期的影响。结果显示:与对照组相比,马钱子碱可以使HT29细胞的S期、G2/M期细胞比例减少,G1期细胞增加。士的宁可以使HT29细胞的G1期比例增加,S期比例减少,G2/M期统计没有差异。马钱子碱在浓度为0.75mM可以使A549细胞G1期比例减少,S期比例增加,G2/M期统计没有差异。士的宁对A549细胞周期没有明显影响,统计没有差异。结果表明马钱子碱和士的宁可以使HT29细胞发生G1期阻滞,而对A549周期影响不大。我们接着检测了马钱子碱和士的宁对稳定表达HERG通道的CHO-HERG细胞的增殖影响,并与对空白CHO细胞的增殖抑制作用做比较,结果显示:马钱子碱和士的宁对CHO-HERG细胞的增殖抑制作用显著高于对CHO细胞的增殖抑制作用,表明马钱子碱和士的宁的抑制细胞增殖作用是通过HERG通道介导的。我们进一步检测了马钱子碱对肿瘤细胞HERG蛋白表达水平的影响。将不同浓度的马钱子碱分别作用于HT29、PC9和A549细胞48h,发现马钱子碱对上述三种细胞的HERG蛋白表达水平没有明显影响。结果提示马钱子碱和士的宁的抗肿瘤作用可能不是通过影响HERG蛋白表达发挥作用,而是通过阻断HERG通道电流介导的。我们前期的研究结果发现马钱子碱和士的宁的氮氧化物对HERG通道没有阻断作用。我们检测了马钱子碱和士的宁的氮氧化物的抗肿瘤作用,结果发现其对上述三种肿瘤细胞都没有明显的抑制作用。马钱子碱和士的宁的抗肿瘤作用是否通过细胞膜去极化诱导?我们进一步检测了马钱子碱和士的宁对转染HERG通道的HEK293细胞的细胞膜电位的影响。发现马钱子碱在200μM浓度下使膜电位从静息状态的-42mV去极化到-23mV,细胞外液洗脱可恢复到-42mV;士的宁在200μM浓度下使膜电位从静息状态的-40mV去极化到-21mV,细胞外液洗脱可恢复到-39.5mV。马钱子碱和士的宁对肿瘤细胞膜电位的影响正在检测中。为了进一步证实马钱子碱和士的宁的抗肿瘤作用是由HERG通道介导,我们构建了 5 个 HERG 通道突变体（HERG-S624A,HERG-V625A,HERG-G648A,HERG-Y652A,HERG-F656A）,电生理实验结果表明Y652为HERG通道上马钱子碱和士的宁作用的重要位点,马钱子碱和士的宁对HERG-Y652A的抑制作用与野生型HERG通道比较分别下降29.78和21.64倍。下一步工作我们拟构建HERG-Y652A稳定表达的HEK293细胞株,比较马钱子碱和士的宁对WT-HERGHEK293细胞株和HERG-Y652A稳定表达的HEK293细胞株的抑制作用,为马钱子碱和士的宁的抗肿瘤作用是否由HERG通道介导提供更进一步的证据。