离子通道介导特定类型的离子有效跨膜流动，是细胞电活动产生的分子基础，同时在机体的正常生理活动和病理过程中发挥重要作用。离子通道的功能异常会导致多种人类疾病，比如心律失调、以及癫痫等神经系统性疾病等。而越来越多的证据表明，离子通道的异常表达跟癌症的发生发展密切相关。比如，一些离子通道的调节剂已被证明具有抗肿瘤活性。鉴于离子通道在膜表面的定位以及一定结构和组织分布的特异性，使得离子通道成为治疗多种相关疾病的潜在靶点。实际上，大约13%的药物都是通过靶向离子通道来行使其治疗功能。在众多离子通道中，钾离子通道是种类最多的一种，鉴于它们的结构以及在多种疾病中扮演的角色，它们具有被开发成新的治疗靶点的潜力。作为电压门控K+通道的一个重要成员，人的etheràgo-go(hEAG1，Kv10.1，KCNH1)K+通道跟人体发育障碍以及70%以上肿瘤的发生发展密切相关，是潜在的肿瘤诊断标志物以及癌症和神经障碍性疾病的治疗靶标。尽管如此，由于缺乏内源性调节剂，我们对 hEAG1的生理调控功能知之甚少。因此，寻找一种新的hEAG1内源性调控剂对深入研究该通道的生理特性和功能以及设计以hEAG1作为治疗靶点的药物就显得十分必要。　　磷脂是细胞膜上的重要组成成分，它们功能性调控膜蛋白是细胞行使自身功能和新陈代谢的必不可少的部分。PIP2作为膜内侧最为丰富的一类磷脂，除了作为第二信使IP3和DAG的前体，其自身也被证明是多种离子通道行使功能的辅因子，如Kv、Kir、KCNQ和Cav等通道。通过与这些通道直接或间接的相互作用，PIP2在细胞的信号转导中扮演重要角色。鉴于PIP2对离子通道具有如此重要的调控功能，且未见其对 hEAG的研究报道，促使我们想了解PIP2是否也能够调控hEAG1通道。　　在CHO细胞中通过内面向外的膜片钳技术，以及在HKE293T细胞中通过全细胞膜片钳技术的结果我们发现，外源性的PIP2强烈地抑制hEAG1的K+电流。而通过雷帕霉素诱导转移系统和5-羟色胺诱导的磷脂酶C活性信号通路来水解细胞膜上的PIP2也会增强hEAG1在生理膜电位下的活性，表明PIP2能够对hEAG1产生内源性的抑制。进一步的分析发现，这种抑制作用不光具有浓度依赖性，而且对不同的磷脂具有选择性，这种选择性要求磷脂具有长链疏水尾及多个负电荷的磷酸头。为了验证PIP2是否直接地与hEAG1相互作用，我们使用一种新近发明的用于研究生物大分子和小分子结合的生物膜干涉技术（BLI）来检测PIP2与hEAG1通道蛋白的结合动力学。通过该项技术，我们观察了生理浓度下的PIP2与纯化的hEAG1通道蛋白的动态结合，结果显示BLI测定所得的KD值和膜片钳记录得到的IC50结果具有很高的一致性，表明PIP2对hEAG1的直接调控作用。而进一步结合分子突变、电生理和BLI技术发现，PIP2通过结合到hEAG1的N末端的一段由12个氨基酸组成的区域来抑制该通道的活性。该PIP2结合区域也是Ca2+/CaM跟hEAG1的结合区域，尽管这两个结合区域重叠，但电生理实验表明它们之间并不会相互干扰彼此对hEAG1的结合和调控。PIP2同时展现对hEAG2的抑制作用，hEAG1和hEAG2在PIP2结合区域的保守性表明N末端对PIP2调控这两个通道至关重要。结合EAG通道的门控机制，我们推测PIP2可能通过结合在N末端区域来改变eag-CNBHD复合体的空间构象进而影响通道的门控行为。　　基于上述实验结果，我们得出以下结论：　　（1）外源性的和内源性的PIP2都能够抑制hEAG1的活性；　　（2）BLI实验显示PIP2能够与hEAG1直接相互作用；　　（3）PIP2结合hEAG1的位点位于该通道的N末端一段区域；　　（4）尽管PIP2与钙调蛋白（CaM）在hEAG1的结合位点重叠，但它们在功能上并不相互影响。　　总之，我们的实验证明了PIP2是hEAG1新的内源性调控剂，这也提示通过操控PIP2的信号通路可能会为治疗hEAG1相关的离子通道病提供一个策略。　　本论文的主要创新点：　　（1）首次证明了PIP2能够调控hEAG1，并确立了PIP2是hEAG1的内源性调控剂，这为研究hEAG1的生理和病理学功能打下基础；　　（2）首次使用BLI技术来研究离子通道蛋白和小分子的相互作用。该技术在我们实验上的成功应用也表明BLI技术完全可以应用于离子通道领域，这也为研究其它离子通道或膜蛋白与小分子或蛋白的相互调控作用建立了一个新的模式。