雷公藤红素是从雷公藤的根皮中分离得到的一个天然活性产物，也是中药雷公藤的主要活性成分之一。药理学研究表明它具有良好的抗肿瘤效应，可以抑制肿瘤细胞的增殖和促进肿瘤细胞的凋亡。然而雷公藤红素对于心血管系统也有潜在的危害，有研究者发现雷公藤红素对心脏hERG离子通道电流具有阻断作用。离子通道参与许多疾病的发生发展，某一种疾病又与多种离子通道相关，因此离子通道是药物发挥作用的重要靶点，建立离子通道筛选模型对于医药研发至关重要。
hERG是编码心脏钾离子通道蛋白的人类ether-a-go-go相关基因，hERG编码的延迟整流钾离流（Ikr）的α亚基在心肌动作电位复极化过程中发挥重要作用。对于一些临床药物或者新药候选药物所表现出的心脏毒性，很多研究都表明主要是由于对心肌细胞的HERG钾离子通道产生阻断从而造成QT间期延长，进而引发患者尖端扭转型室性心动过速、心室纤颤甚至发生猝死。另外，药物也可以抑制钾通道蛋白的表达从而导致复极电流下降，导致心动过速。
hERG通道常被看作是一种药物发生心脏毒性的重要靶点，对HERG的安全性检测在药物评价及开发的过程中越来越重要。建立利用HERG离子通道筛选技术研究药物是否具有心脏毒性，可以有效地提高心血管类药物的研发周期。新药研发是一项周期长且耗资大的工程，在药物研发早期，将离子通道筛选与分析技术用于药物评价及筛选可提升新药研发进程。美迪西提供离子通道筛选服务，服务内容包括各种离子通道药物的初级、次级筛选，先导化合物的发现和优化，安全评价以及药物靶点的定位等。
1、雷公藤红素对心脏hERG离子通道电流具有阻断作用
膜片钳技术作为传统的电生理学方法是离子通道研究的“金标准”，具有信息含量丰富、灵敏度高、假阴性及假阳性率低等优势。采用膜片钳技术进行对于hERG钾离子通道作用对药物心脏毒性进行预测，在新药研发早期对于药物的安全性研究很有必要。有研究采用全细胞膜片钳技术研究雷公藤红素对心脏hERG离子通道的影响，使用不同的脉冲刺激，分别测定雷公藤红素对hERG离子通道电流阻断的量效曲线，对hERG离子通道电流-电压(I-V)关系，激活和失活的影响，同时结合PCR定点突变确定与雷公藤红素作用相关的位点。
结果发现，雷公藤红素以浓度依赖性抑制hERG离子通道电流，其半数抑制所需浓度(IC50)为3.30μM。增大去极化刺激电压，延长去极化时间都不影响雷公藤红素对hERG离子通道电流的阻断，加入雷公藤红素不影响hERG离子通道的失活率，说明雷公藤红素对hERG离子通道的阻断与通道的失活无关。
同时发现随着去极化刺激频率增加，雷公藤红素对hERG离子通道的阻断增强。在此基础上，研究者运用PCR定点突变技术构建了一系列通道突变体(5个)，以通过比较雷公藤红素对野生型和突变体通道的阻断差异来确定与雷公藤红素阻断作用相关的位点。变体T623A，S624A和F656A能够显著的降低雷公藤红素对hERG离子通道的阻断(P<0.05)。表明这3个氨基酸位点与雷公藤红素对hERG离子通道的阻断相关。
2、雷公藤红素导致心脏毒性的机制研究
研究者探讨了雷公藤中主要成分雷公藤红素导致心脏毒性的作用机制。方法是通过多个数据库挖掘并收集雷公藤甲素的潜在靶点，整理肝损伤有关的疾病靶点。对雷公藤甲素的潜在靶点与肝损伤靶点进行PPI网络构建并取交集。经生物信息学数据库DAVID对交集靶点进行通路富集。应用Cytoscape软件建立"靶点-通路"网络，并对网络进行拓扑分析。
结果共得到雷公藤甲素作用靶点38个，肝损伤相关靶点43个，对其PPI网络进行交集处理，并对交集靶点进行拓扑筛选，共得到73个重要靶点，富集到的相关通路包括:癌症信号通路、PI3K-Akt信号通路、ErbB信号通路、丝裂原活化蛋白激酶信号通路等。研究结果发现雷公藤红素可能是调控ErbB信号通路，作用于EGFR、ERBB2、ERBB3等靶点进而导致心脏毒性。该研究对雷公藤红素导致心脏毒性的机制进行预测和阐释，以期为雷公藤红素临床合理用药提供理论基础。
