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  1. NTU Theses and Dissertations Repository
  2. 醫學院
  3. 生理學科所
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dc.contributor.advisor郭鐘金zh_TW
dc.contributor.advisorChung-Chin Kuoen
dc.contributor.author林天鴻zh_TW
dc.contributor.authorTien-Hung Linen
dc.date.accessioned2023-05-19T08:55:05Z-
dc.date.available2023-11-10-
dc.date.copyright2023-09-23-
dc.date.issued2023-
dc.date.submitted2023-05-04-
dc.identifier.citation彭奕璇 (民國108年)。Lacosamide抑制鈉離子通道之分子機制。臺灣大學生理所碩士論文,台北市。
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dc.identifier.urihttp://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/87408-
dc.description.abstract我們的感官知覺與肢體動作執行,皆有賴於神經的傳導,而正是電壓依賴型鈉離子通道作為傳導的重要功臣,隨著鈉離子通道打開往細胞內流入的帶正電鈉離子,會使得膜電位上升且當超過閾值時,並產生動作電位。然而當腦部產生不規律或是異常興奮地放電時,可能會形成神經性的疾病,如癲癇。而臨床上透過給予phenytoin、lamotrigine或是lacosamide等抗癲癇藥物,主因是作用於鈉離子通道上,藉由抑制鈉離子通道電流、使鈉離子通道更容易進入到不活化態或是使鈉離子通道的恢復速率變慢。這些機制都是使鈉離子通道的興奮性降低,進而達到減緩腦部的異常放電產生。而幾種傳統的抗癲癇藥物,其中如phenytoin,先前的研究已經表明其是與鈉離子通道緩慢地結合在快速不活化態上。而lacosamide作為一種近十年來較為新穎的抗癲癇藥物,其與傳統的抗癲癇藥物不一樣,lacosamide偏好作用於慢速不活化態上。因此本篇論文針對lacosamide與phenytoin利用1 s及18 s 下不同電壓(-80 mV、-60 mV及-10 mV)的不活化刺激恢復時間實驗,來分別評估大約在鈉離子通道的快速、中速以及慢速不活化態時lacosamide與phenytoin的混合作用下是否具有加成性。我們首先透過此六種情況下兩種藥物的單一使用,藉此評估其在各別不活化態時大約的kd值,並且利用藥物結合比率與recovery course推論出兩藥物是否能夠同時結合在鈉離子通道上,亦即利用單獨藥物存在下的不活化恢復曲線,與兩種藥物共同使用下的不活化曲線進行比較。從這些結果我們認為大約是當鈉離子通道可分布到快速與慢速不活化態時,lacosamide與phenytoin會分別能可能因與各自選擇性結合的通道型態之不同,進而使通道構型上之改變,使兩者共同結合時產生了”互助”現象,因此使同時投以兩種藥物時具有加成性的產生,甚至部份情況會出現協同性。然而當鈉離子通道分布在中速不活化態的比例較多時,則lacosamide與phenytoin能夠產生拮抗性。作為臨床使用上,當病態之神經放電較偏向使鈉離子通道處於快速或慢速不活化態時,同時投以lacosamide與phenytoin或許會比鈉離子通道是處於中速不活化態時,更顯得有意義。zh_TW
dc.description.abstractSensory perception and execution of body movements all depend on nerve conduction, where the voltage-dependent Na+ channel plays an important role. Upon the opening of the Na+ channel, the positively charged sodium ions flow into the cell to depolarize the membrane and an action potential may ensue when the threshold is exceeded. Epilepsy is a common neurological disease characterized by overly synchronized and excessive neural discharges. Anti-epileptic drugs such as phenytoin, lamotrigine, or lacosamide mainly act on Na+ channels, inhibiting Na+ currents by selective binging to the inactivated channel and slowing the recovery. There are at least 3 different inactivated states of the Na+ channels, and the distribution among the fast, intermediate and slow inactivated states is a function of the level and duration of membrane depolarization. The classic antiepileptic drugs, such as phenytoin, have previously been shown to bind selectively but slowly to the fast inactivated Na+ channels. Lacosamide, a new-generation anticonvulsant, is different from the classic ones and selectively binds to the slow inactive state. In this study, we applied different levels and duration of inactivated pulses (-80 mV, -60 mV, and -10 mV for 18 or 1 sec) to investigate the effect of coexisting phenytoin and lacosamide on roughly the fast, intermediate and slow inactivated state, respectively. We first applied each of the two drugs singly to acquire their apparent kd values in different conditions, and then derive the ratio of drug-bound channels and recovery courses to deduce whether the two drugs can simultaneously bind to the Na+ channel. We found that for the fast and slow inactivated Na+ channels, lacosamide and phenytoin binding are mutually beneficial, showing an additive or even a synergistic effect. This is probably because of the different binding affinity to different inactivated states. Concomitant administration of lacosamide and phenytoin may be a rational polytherapy in neurological conditions chiefly involving fast or slow inactivated than those involving intermediate inactivated Na+ channels.en
dc.description.provenanceSubmitted by admin ntu (admin@lib.ntu.edu.tw) on 2023-05-19T08:55:05Z
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dc.description.tableofcontents誌謝 i
中文摘要 ii
英文摘要(Abstract) iii
目錄 iv
圖目錄 vi
第一章 導論 1
1-1.電壓依賴型鈉離子通道之生理功能 1
1-2.電壓依賴型鈉離子通道之結構 1
1-3.電壓依賴型鈉離子通道之活化態與不活化態 2
1-4.電壓依賴型鈉離子通道之快速不活化態、中速不活化態和慢速不活化態 4
1-5.電壓依賴型鈉離子通道之相關疾病 6
1-6.電壓依賴型鈉離子通道與藥物phenytoin 7
1-7.電壓依賴性鈉離子通道與藥物lacosamide 8
1-8.臨床癲癇治療 9
第二章 材料與方法 11
2-1.人類Nav1.7通道(SCN9A基因)重組DNA之製備 11
2-2.中國倉鼠卵巢K1細胞之培養和轉染 11
2-3.沖藥管之製備 12
2-4.刺激探針和地線之製備 12
2-5.實驗溶液和藥物之製備 13
2-6.中國倉鼠卵巢K1細胞之全細胞電生理紀錄 13
2-7.數據分析 14
第三章 結果 15
3-1.給予鈉離子通道愈正的電壓或是愈長的不活化刺激,皆會使通道的不活化刺激從快速不活化態更往中速甚至慢速不活化態靠近 15
3-2.藥物加成性的計算與推論 16
3-3.Lacosamide與phenytoin混合使用對於給予-80mV*18s的不活化刺激所造成的中慢速不活化態鈉離子通道之恢復情形具有加成效果 17
3-4.不同濃度之lacosamide與phenytoin混合使用對於給予-60mV*18s的不活化刺激所造成的不活化態鈉離子通 道之恢復情形具有不同加成效果 19
3-5.不同濃度之 lacosamide與phenytoin混合使用對於給予-10mV*18s的不活化刺激所造成的不活化態鈉離子通道之恢復情形具有不同加成效果 20
3-6.高濃度之 lacosamide與phenytoin混合使用對於給予-80mV*1s的不活化刺激所造成的不活化態鈉離子通道之恢復情形具有加成效果 21
3-7.Lacosamide與phenytoin混合使用對於給予-60mV*1s的不活化刺激所造成的不活化態鈉離子通道之恢復情形具有部分加成效果 22
3-8.Lacosamide與phenytoin混合使用對於給予-10mV*1s的不活化刺激所造成的不活化態鈉離子通道之恢復情形具有拮抗性 23
3-9.Lacosamide與phenytoin混合使用對於中速不活化通道具有不同加成效果 24
3-10.Lacosamide與phenytoin混合使用對於慢速不活化通道具有不同加成效果 25
第四章 討論 27
4-1.Lacosamide與鈉離子通道的基本作用 27
4-2.Phenytoin與鈉離子通道的基本作用 28
4-3.Lacosamide與phenytoin在鈉離子通道上的交互作用 28
4-4.Lacosamide與phenytoin結合構型之推斷 31
4-5.在臨床上lacosamide與phenytoin合併使用之應用 31
參考文獻 104
圖 目 錄
模式圖一、Kuo和Bean提出的鈉離子通道的開關行為模式圖 4
圖一、在給予不同電壓下的1 s或18 s不活化刺激,再給予不同時間長度之-120 mV控制電壓,所觀察到對照組之恢復情形 32
圖二、兩種藥物同時作用於鈉離子通道時,所預期到會有兩種不同的結合狀況 34
圖三、給予18 s的-80 mV pulse後,再給予不同時間長度之-120 mV控制電壓,所觀察到對照組與不同濃度lacosamide組之恢復情形 36
圖四、給予18 s的-80 mV pulse後,再給予不同時間長度之-120 mV控制電壓,所觀察到對照組與不同濃度phenytoin組之恢復情形 38
圖五、給予18 s的-80 mV pulse後,再給予不同時間長度之-120 mV控制電壓,所觀察到對照組與不同濃度phenytoin組、lacosamide組以及混合組別之恢復情形 40
圖六、給予18 s的-80 mV pulse後,再給予不同時間長度之-120 mV控制電壓,利用phenytoin以及lacosamide的完全飽和效果,來預測通道的one-site或two-site model,藉此評估兩種藥物的加成效果 42
圖七、給予18 s的-60 mV pulse後,再給予不同時間長度之-120 mV控制電壓,所觀察到對照組與不同濃度lacosamide組之恢復情形 44
圖八、給予18 s的-60 mV pulse後,再給予不同時間長度之-120 mV控制電壓,所觀察到對照組與不同濃度phenytoin組之恢復情形 46
圖九、給予18 s的-60 mV pulse後,再給予不同時間長度之-120 mV控制電壓,所觀察到對照組與不同濃度phenytoin組、lacosamide組以及混合組別之恢復情形 48
圖十、給予18 s的-60 mV pulse後,再給予不同時間長度之-120 mV控制電壓,利用phenytoin以及lacosamide的完全飽和效果,來預測通道的one-site或two-site model,藉此評估兩種藥物的加成效果 50
圖十一、給予18 s的-10 mV pulse後,再給予不同時間長度之-120 mV控制電壓,所觀察到對照組與不同濃度lacosamide組之恢復情形 52
圖十二、給予18 s的-10 mV pulse後,再給予不同時間長度之-120 mV控制電壓,所觀察到對照組與不同濃度phenytoin組之恢復情形 54
圖十三、給予18 s的-10 mV pulse後,再給予不同時間長度之-120 mV控制電壓,所觀察到對照組與不同濃度phenytoin組、lacosamide組以及混合組別之恢復情形 56
圖十四、給予18 s的-10 mV pulse後,再給予不同時間長度之-120 mV控制電壓,利用phenytoin以及lacosamide的完全飽和效果,來預測通道的one-site或two-site model,藉此評估兩種藥物的加成效果 58
圖十五、給予1 s的-80 mV pulse後,再給予不同時間長度之-120 mV控制電壓,所觀察到對照組與不同濃度lacosamide組之恢復情形 60
圖十六、給予1 s的-80 mV pulse後,再給予不同時間長度之-120 mV控制電壓,所觀察到對照組與不同濃度phenytoin組之恢復情形 62
圖十七、給予1 s的-80 mV pulse後,再給予不同時間長度之-120 mV控制電壓,所觀察到對照組與不同濃度phenytoin組、lacosamide組以及混合組別之恢復情形 64
圖十八、給予1 s的-80 mV pulse後,再給予不同時間長度之-120 mV控制電壓,利用phenytoin以及lacosamide的完全飽和效果,來預測通道的one-site或two-site model,藉此評估兩種藥物的加成效果 66
圖十九、給予1 s的-60 mV pulse後,再給予不同時間長度之-120 mV控制電壓,所觀察到對照組與不同濃度lacosamide組之恢復情形 68
圖二十、給予1 s的-60 mV pulse後,再給予不同時間長度之-120 mV控制電壓,所觀察到對照組與不同濃度phenytoin組之恢復情形 70
圖二十一、給予1 s的-60 mV pulse後,再給予不同時間長度之-120 mV控制電壓,所觀察到對照組與不同濃度phenytoin組、lacosamide組以及混合組別之恢復情形 72
圖二十二、給予1 s的-60 mV pulse後,再給予不同時間長度之-120 mV控制電壓,利用phenytoin以及lacosamide的完全飽和效果,來預測通道的one-site或two-site model,藉此評估兩種藥物的加成效果 74
圖二十三、給予1 s的-10 mV pulse後,再給予不同時間長度之-120 mV控制電壓,所觀察到對照組與不同濃度lacosamide組之恢復情形 76
圖二十四、給予1 s的-10 mV pulse後,再給予不同時間長度之-120 mV控制電壓,所觀察到對照組與不同濃度phenytoin組之恢復情形 78
圖二十五、給予1 s的-10 mV pulse後,再給予不同時間長度之-120 mV控制電壓,所觀察到對照組與不同濃度phenytoin組、lacosamide組以及混合組別之恢復情形 80
圖二十六、給予1 s的-10 mV pulse後,再給予不同時間長度之-120 mV控制電壓,利用phenytoin以及lacosamide的完全飽和效果,來預測通道的one-site或two-site model,藉此評估兩種藥物的加成效果 82
圖二十七、不同濃度lacosamide對於受到1 s不活化pulse之鈉離子通道所造成的不活化曲線位移 84
圖二十八、不同濃度phenytoin對於受到1 s不活化pulse之鈉離子通道所造成的不活化曲線位移 86
圖二十九、不同濃度phenytoin組、lacosamide組以及混合組別對於受到1 s不活化pulse之鈉離子通道所造成的不活化曲線位移 88
圖三十、不同濃度lacosamide對於受到18 s不活化pulse之鈉離子通道所造成的不活化曲線位移 90
圖三十一、不同濃度phenytoin對於受到18 s不活化pulse之鈉離子通道所造成的不活化曲線位移 92
圖三十二、不同濃度phenytoin組、lacosamide組以及混合組別對於受到18 s不活化pulse之鈉離子通道所造成的不活化曲線位移 94
圖三十三、界定lacosamide與phenytoin混合使用下之藥物加成性之示意圖 96
表一、在-80mV,去極化18秒刺激下,lacosamide與phenytoin混合使用的藥物加成性 98
表二、在-60mV,去極化18秒刺激下,lacosamide與phenytoin混合使用的藥物加成性 99
表三、在-10mV,去極化18秒刺激下,lacosamide與phenytoin混合使用的藥物加成性 100
表四、在-80mV,去極化1秒刺激下,lacosamide與phenytoin混合使用的藥物加成性 101
表五、在-60mV,去極化1秒刺激下,lacosamide與phenytoin混合使用的藥物加成性 102
表六、在-10mV,去極化1秒刺激下,lacosamide與phenytoin混合使用的藥物加成性 103
-
dc.language.isozh_TW-
dc.title探討抗癲癇藥物Lacosamide & Phenytoin在鈉離子通道的相互作用zh_TW
dc.titleExplore the Interaction between the Antiepileptic Drugs Lacosamide and Phenytoin on Sodium Channelsen
dc.typeThesis-
dc.date.schoolyear111-2-
dc.description.degree碩士-
dc.contributor.oralexamcommittee楊雅晴;蔡明正zh_TW
dc.contributor.oralexamcommitteeYa-Chin Yang;Ming-Cheng Tsaien
dc.subject.keywordlacosamide,phenytoin,藥物相互作用,zh_TW
dc.subject.keywordlacosamide,phenytoin,drug interaction,en
dc.relation.page107-
dc.identifier.doi10.6342/NTU202300762-
dc.rights.note同意授權(限校園內公開)-
dc.date.accepted2023-05-04-
dc.contributor.author-college醫學院-
dc.contributor.author-dept生理學研究所-
dc.date.embargo-lift2028-05-02-
顯示於系所單位:生理學科所

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