在臨床上血鋰濃度對BD治療效果具有正相關性。師法自然,創建特異性鋰離子通道實現鋰離子選擇性跨膜傳輸,理論上能夠降低血鋰濃度,提升胞內鋰濃度,保障鋰離子治療劑量安全性,從而弄清鋰離子跨膜在鋰離子治療BD中的作用。
最近,吉林大學董澤元教授利用含喹啉-惡二唑的組裝基元構建出具有高選擇性跨膜傳輸鋰離子的超分子通道。通過調節內腔尺寸和離子配位數,人造鋰離子通道展現出與天然Na+通道類似的離子選擇性,其Li+/Na+選擇性比達到23。

接下來,作者利用溫敏性DPPC脂質體和膜片鉗技術驗證了該體系的通道傳輸機制,排除了轉運體模式,并推算出M1通道電導為27pS。此外,作者通過囊泡動力學實驗評估了M1通道對主要生理金屬離子(如K+、Mg2+和Ca2+)的離子選擇性。研究發現,M1通道的Li+/K+、Li+/Mg2+和Li+/Ca2+離子選擇性比值分別為19.3、50.9和85.0,表明M1通道能高選擇性跨膜傳輸鋰離子而幾乎不傳輸生理金屬離子。
綜上所述,該文章不僅報道了人造鋰離子通道的設計與制備,而且實現了鋰離子的高選擇性跨膜傳輸功能,將為鋰離子化學生物學和鋰離子治療機制研究提供獨特的化學工具。
Lei Zhang,?Chenyang Zhang,?Xin Dong,?Zeyuan Dong
文章的第一作者是吉林大學的博士生張磊同學,通訊作者是董澤元教授。
Angewandte Chemie International Edition
DOI:?10.1002/anie.202214194