Fluoreszierendes Peptidtoxin zur selektiven Visualisierung des spannungsabhängigen Kaliumkanals KV1.3

Hochregulierung des spannungsgesteuerten Kaliumkanals K_v1.3 ist an einer Reihe von Autoimmun- und neuroinflammatorischen Erkrankungen beteiligt, darunter rheumatoide Arthritis, Psoriasis, Multiple Sklerose und Typ-I-Diabetes. Verständnis der Expression, Lokalisierung und des Handels mit K_v1.3 in normalen und Krankheitszuständen ist der Schlüssel zur Entwicklung gezielter immunmodulatorischer Therapien. HsTX1[R14A]ein Analogon eines Peptidtoxins mit 34 Resten aus dem Skorpion Heterometrus spiniferbindet K_v1.3 mit hoher Affinität (IC₅₀ von 45 pM) und Selektivität (2000-fach für K_v1,3 über K_v1.1). Wir haben ein fluoreszierendes Analogon von HsTX1 synthetisiert[R14A] durch N-terminale Konjugation eines Cy5-Tags. Elektrophysiologische Assays zeigen, dass Cy5-HsTX1[R14A] behält Aktivität gegen K_v1.3 (IC₅₀ ∼ 0,9 nM) und Selektivität gegenüber einer Reihe anderer Kaliumkanäle (K_v1.2, k_v1.4, K_v1,5, k_v1.6, K_Ca1.1 undK_Ca3.1), sowie Selektivität gegenüber heteromeren Kanälen, die aus K_v1,3/K_v1,5 Tandem-Dimere. Live-Bildgebung von CHO-Zellen, die mit grün fluoreszierendem Protein markiertes K exprimieren_v1.3 zeigt die Co-Lokalisierung von Cy5-HsTX1[R14A] und k_v1.3 Fluoreszenzsignale an der Zellmembran. Darüber hinaus zeigte die Durchflusszytometrie, dass Cy5-HsTX1[R14A] K erkennen kann_v1.3-exprimierende CHO-Zellen. Stimulation der Mikroglia der Maus durch Lipopolysaccharide, die die Membranexpression von K_v1.3, war mit einer erhöhten Färbung durch Cy5-HsTX1 verbunden[R14A]was zeigt, dass es verwendet werden kann, um K zu identifizieren_v1,3 in krankheitsrelevanten Entzündungsmodellen. Darüber hinaus ist die Bioverteilung von Cy5-HsTX1[R14A] könnte mit überwacht werden Ex-vivo Fluoreszenzabbildung von Organen in Mäusen, denen das Peptid subkutan verabreicht wurde. Diese Ergebnisse veranschaulichen die Nützlichkeit von Cy5-HsTX1[R14A] als Werkzeug zur Visualisierung von K_v1.3, mit breiter Anwendbarkeit in grundlegenden Untersuchungen von K_v1.3 Biologie und die Validierung von Indikationen für neuartige Krankheiten, bei denen K_v1.3 Hemmung kann von therapeutischem Wert sein.