本文发表于 Journal of Pharmacological and Toxicological Methods (2024)，研究团队系统分析了 Verapamil 在 37℃ 生理温度下对 hERG 通道的抑制特性，并对比了 标准CiPA电压协议与优化后的修订协议。研究重点在于：温度对阻滞动力学的影响、标准协议在高温下的局限性、以及如何在保证数据准确性的同时提升实验可行性。

1. 研究背景与问题提出

在药物安全药理学中，hERG钾通道阻滞长期以来被视为预测药物致心律失常风险的关键指标。然而，大多数传统实验是在室温下完成的，这可能低估了药物与通道相互作用的动力学特征。已有研究显示，温度会显著影响hERG阻滞剂的结合与去结合速率，从而改变阻滞程度与恢复过程。由于 CiPA 框架要求在更接近生理状态的条件下测量动力学参数，如何在 37℃生理温度下可靠获取hERG阻滞数据，成为亟需解决的实验与监管科学问题。

2. 实验方法设计

• 细胞模型：HEK293稳定表达hERG1a通道。
• 检测方式：手动全细胞膜片钳。
• 温度：恒定在37℃，对比已有室温文献。
• 药物处理：Verapamil（30–1000 nM），与经典阻滞剂E-4031对照。
• 电压协议：
  • 标准CiPA协议：10 s去极化（+20 mV）+14 s复极（−50 mV），循环30分钟。
  • 修订协议：3 s去极化+5 s复极，总时长缩短至10分钟。

3. 核心实验结果

在 标准CiPA协议（37℃） 下，Verapamil 对 hERG 电流的抑制表现为 IC₅₀ 约 225 nM，Hill 系数接近 1.0，阻滞时间常数（τ）约 0.64 秒，显示出比室温下更快的阻滞动力学和更高的亲和力。然而，该协议在高温下的实验可行性极差，大部分细胞在长时间去极化过程中迅速失活，导致实验成功率不足 5%。
相比之下，修订协议 显示出与标准协议高度一致的药理学结果：IC₅₀ 约 252 nM，Hill 系数约 0.8，τ 约 0.67 秒。同时，修订协议显著改善了实验稳定性，成功率提高至 20–25%，并缩短了实验总时长。这表明修订协议在保证动力学数据可靠性的同时，大幅提升了实验效率和可操作性。

4. 讨论

研究结果清晰表明，温度是影响 hERG 阻滞特性的关键因素。在生理温度下，Verapamil 的结合与去结合速率显著加快，说明室温实验可能低估药物的真实风险。尽管 CiPA 框架推荐的 标准协议 能提供完整的动力学信息，但在 37℃ 下几乎无法实施，因细胞在长时间去极化和复极过程中迅速丧失稳定性，导致数据严重受限。这一现象凸显了实验设计与生理相关性之间的矛盾。通过缩短脉冲时间的 修订协议，研究者在保持 IC₅₀、Hill 系数及阻滞动力学参数与标准协议一致的前提下，大幅提高了实验成功率和效率，证明该方案在实际应用中更具可行性。文章因此提出，修订协议能够为 CiPA 框架与监管科学 提供更切实可行的实验路径，使得 hERG 阻滞评估既符合生理条件，又能在实验室常规操作中被可靠执行。

参考文献

Johnson, A. A., & Trudeau, M. C. (2024). Inhibition of hERG K channels by verapamil at physiological temperature: Implications for the CiPA initiative. Journal of Pharmacological and Toxicological Methods, 130, 107562. https://doi.org/10.1016/j.vascn.2024.107562