Optimization of KCa2 Channel Activators as Neuroscience Tools and Potential Drugs

KCa2 ​​通道激活剂作为神经科学工具和潜在药物的优化

基本信息

  • 批准号:
    8305482
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 22.03万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2011
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2011-08-01 至 2014-05-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): Small-conductance calcium activated potassium channels are encoded by the KCa2.1-2.3 (= SK1-3) genes and are best known for underlying the apamin-sensitive medium afterhyperpolarization current (mAHP) in neurons. Depending on the type of neuron, the function of KCa2 channels varies from determining instantaneous firing rates, over setting tonic firing frequencies, to regulating burst firing and potentially catecholamine release. Pharmacological modulation of KCa channels therefore offers the opportunity to significantly affect neuronal excitability. While KCa2 channel blockers like the bee venom apamin increase firing rates and induce seizures in rodents, KCa2 channel activators slow down neuronal firing and have therefore been proposed for the treatment of CNS disorders that are characterized by hyperexcitability such as epilepsy, ataxia, and neuropathic pain. However, this compelling therapeutic hypothesis currently remains largely untested because none of the existing KCa2 channel activators such as EBIO (EC50 300 μM) or NS309 are suitable for in vivo use. Using the neuroprotective drug riluzole as a synthetic template, our laboratory recently designed SKA-31 (EC50 2 uM), the first KCa2 channel activator, which is potent enough to be used in vivo, and demonstrated in collaboration with the NIH Anticonvulsant Screening Program (ASP) that the compound and several of its derivatives are effective anticonvulsants. Unfortunately, SKA-31 also activates KCa3.1 channels, which are expressed on vascular endothelium, and thus reduces blood pressure in mice. Using a combination of classical medicinal chemistry and automated and manual electrophysiology we intend to further explore the structure activity relationship around SKA 31 and EBIO in order to improve selectivity for KCa2 over KCa3.1 as well as potency and brain penetration. The best new KCa2 activators will then be evaluated for selectivity over a panel of cloned ion channels and characterized for activity on native KCa2 channels using hippocampal slices. Compounds selectively activating cloned and native KCa2 channels will further be evaluated for pharmacokinetic properties and brain penetration in rats using HPLC/MS. In parallel, we will submit selected compounds to the ASP, where the compounds will we tested in acute seizure models. Promising compounds will then be tested in amygdala kindled mice and rats with kainate-induced epilepsy, two models that are more representative of human refractory epilepsy. The design of brain penetrant and potentially subtype selective KCa2 channel activators would help to validate KCa2 channels as novel pharmacological targets for the treatment of epilepsy and would further provide the scientific community with tool compounds to study the role of KCa2 channels in ataxia, neuropathic pain and cognition.
描述(由申请人提供):小电导钙激活钾通道由 KCa2.1-2.3 (= SK1-3) 基因编码,最出名的是神经元中 apamin 敏感介质后超极化电流 (mAHP)。根据神经元的类型,KCa2 ​​通道的功能各不相同,从确定瞬时放电率、设置强直放电频率到调节突发放电和潜在的儿茶酚胺释放。因此,KCa 通道的药理学调节提供了显着影响神经元兴奋性的机会。 KCa2 ​​通道阻滞剂(如蜂毒阿帕明)会增加啮齿类动物的放电频率并诱发癫痫发作,而 KCa2 ​​通道激活剂会减慢神经元放电,因此被提议用于治疗以过度兴奋为特征的中枢神经系统疾病,例如癫痫、共济失调和神经性疼痛。然而,这一令人信服的治疗假说目前在很大程度上仍未得到检验,因为现有的 KCa2 ​​通道激活剂如 EBIO (EC50 300 μM) 或 NS309 都不适合体内使用。 我们的实验室以神经保护药物利鲁唑为合成模板,最近设计了SKA-31(EC50 2 uM),这是第一个KCa2通道激活剂,其效力足以在体内使用,并与NIH抗惊厥筛选项目合作进行了演示( ASP)表明该化合物及其几种衍生物是有效的抗惊厥药。不幸的是,SKA-31 还会激活表达于血管内皮的 KCa3.1 通道,从而降低小鼠血压。结合经典药物化学和自动和手动电生理学,我们打算进一步探索 SKA 31 和 EBIO 周围的结构活性关系,以提高 KCa2 ​​相对于 KCa3.1 的选择性以及效力和脑渗透性。然后,将评估最好的新型 KCa2 ​​激活剂对一组克隆离子通道的选择性,并使用海马切片表征其对天然 KCa2 ​​通道的活性。将使用 HPLC/MS 进一步评估选择性激活克隆和天然 KCa2 ​​通道的化合物的药代动力学特性和大鼠脑渗透性。与此同时,我们将向 ASP 提交选定的化合物,并在急性癫痫模型中测试这些化合物。然后将在杏仁核点燃的小鼠和红藻氨酸诱发癫痫的大鼠中测试有前景的化合物,这两种模型更能代表人类难治性癫痫。脑渗透剂和潜在亚型选择性 KCa2 ​​通道激活剂的设计将有助于验证 KCa2 ​​通道作为治疗癫痫的新药理学靶点,并将进一步为科学界提供工具化合物来研究 KCa2 ​​通道在共济失调、神经性疼痛和认识。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
A pharmacologic activator of endothelial KCa channels enhances coronary flow in the hearts of type 2 diabetic rats.
Activation of KCa3.1 by SKA‐31 induces arteriolar dilatation and lowers blood pressure in normo‐ and hypertensive connexin40‐deficient mice
SKAâ31 激活 KCa3 1 可诱导正常â和高血压连接蛋白40â缺陷小鼠的小动脉扩张并降低血压
  • DOI:
    10.1111/bph.12267
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7.3
  • 作者:
    Radtke J;Schmidt K;Wulff H;Köhler R;de Wit C
  • 通讯作者:
    de Wit C
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

HEIKE WULFF其他文献

HEIKE WULFF的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('HEIKE WULFF', 18)}}的其他基金

Core A: Analytical and Medicinal Chemistry Core
核心 A:分析和药物化学核心
  • 批准号:
    10684074
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 22.03万
  • 项目类别:
Development of therapeutic antibodies to target sodium channels involved in pain signaling
开发针对参与疼痛信号传导的钠通道的治疗性抗体
  • 批准号:
    10453929
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 22.03万
  • 项目类别:
KCa2 Channel Activators for Opioid Use Disorder
用于治疗阿片类药物使用障碍的 KCa2 ​​通道激活剂
  • 批准号:
    10511349
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 22.03万
  • 项目类别:
Microglial K+ Channels in Ischemic Stroke
缺血性中风中的小胶质细胞 K 通道
  • 批准号:
    9886291
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 22.03万
  • 项目类别:
Structure Assisted Design of SK Channel Selective Activators
SK通道选择性激活剂的结构辅助设计
  • 批准号:
    9329914
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 22.03万
  • 项目类别:
Probe and Pharmaceutical Optimization Core (PPOC)
探针和药物优化核心 (PPOC)
  • 批准号:
    10204121
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 22.03万
  • 项目类别:
Optimization of KCa2 Channel Activators as Neuroscience Tools and Potential Drugs
KCa2 ​​通道激活剂作为神经科学工具和潜在药物的优化
  • 批准号:
    8191433
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 22.03万
  • 项目类别:
Alkoxypsoralens, Small Molecule Blockers of the Voltage-Gated Kv1.3 Channel
烷氧基补骨脂素,电压门控 Kv1.3 通道的小分子阻断剂
  • 批准号:
    7935079
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 22.03万
  • 项目类别:
Alkoxypsoralens, Small Molecule Blockers of the Voltage-Gated Kv1.3 Channel
烷氧基补骨脂素,电压门控 Kv1.3 通道的小分子阻断剂
  • 批准号:
    7141943
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 22.03万
  • 项目类别:
The microglial potassium channels Kv1.3 and KCa3.1 as therapeutic targets for neu
小胶质细胞钾通道 Kv1.3 和 KCa3.1 作为 neu 的治疗靶点
  • 批准号:
    8286872
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 22.03万
  • 项目类别:

相似国自然基金

儿童药品不良反应主动监测中时序处理策略的方法学研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于真实世界医疗大数据的中西药联用严重不良反应监测与评价关键方法研究
  • 批准号:
    82274368
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    52 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于隐狄利克雷分配模型的心血管系统药物不良反应主动监测研究
  • 批准号:
    82273739
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    52 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于真实世界数据的创新药品上市后严重罕见不良反应评价关键方法研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
OR10G7错义突变激活NLRP3炎症小体致伊马替尼严重皮肤不良反应的机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    52 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Impacts of Acute Ambient Air Pollution Exposure on Women's Reproductive Health: Identifying Mechanisms and Susceptible Reproductive Processes Across the Menstrual Cycle and Early Pregnancy
急性环境空气污染暴露对女性生殖健康的影响:确定月经周期和怀孕早期的机制和易受影响的生殖过程
  • 批准号:
    10645818
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 22.03万
  • 项目类别:
Targeting Alcohol-Opioid Co-Use Among Young Adults Using a Novel MHealth Intervention
使用新型 MHealth 干预措施针对年轻人中酒精与阿片类药物的同时使用
  • 批准号:
    10456380
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 22.03万
  • 项目类别:
Intermittent Hypoxia Initiated Motor Plasticity in Individuals with Multiple Sclerosis
间歇性缺氧引发多发性硬化症患者的运动可塑性
  • 批准号:
    10593412
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 22.03万
  • 项目类别:
Processivity and Catalytic Mechanism of Aldosterone Synthase
醛固酮合酶的持续合成能力和催化机制
  • 批准号:
    10600520
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 22.03万
  • 项目类别:
Perinatal Affective Symptoms, Neuroactive Steroids, and GABA Receptor Plasticity in Women of Color
有色人种女性的围产期情感症状、神经活性类固醇和 GABA 受体可塑性
  • 批准号:
    10572847
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 22.03万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了