Hyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gated (HCN) channels play a critical role in controlling pacemaker activity in both heart and nervous system. Developing HCN channel inhibitors has been proposed to be an important strategy for the treatment of pain, heart failure, arrhythmias, and epilepsy. One HCN channel inhibitor, ivabradine, has been clinically approved for the treatment of angina pectoris and heart failure. In this study, we designed and synthesized eight alkanol amine derivatives, and assessed their effects on HCN channels expressed in COS7 cells using a whole-cell patch clamp method. Among them, compound 4e displayed the most potent inhibitory activity with an IC50 of 2.9 ± 1.2 µM at - 120 mV on HCN2 channel expressed in COS7 cells. Further analysis revealed that application of compound 4e (10 μM) caused a slowing of activation and a hyperpolarizing shift (ΔV1/2 = - 30.2 ± 2.9 mV, n = 5) in the voltage dependence of HCN2 channel activation. The inhibitory effect of compound 4e on HCN1 and HCN4 channel expressed in COS7 cells was less potent with IC50 of 17.2 ± 1.3 and 7.3 ± 1.2 μM, respectively. Besides, we showed that application of compound 4e (10 μM) inhibited Ih and action potential firing in acutely dissociated mouse small dorsal root ganglion neurons. Our study provides a new strategy for the design and development of potent HCN channel inhibitors.

中文翻译：

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一系列新型HCN通道抑制剂的鉴定和表征。

超极化激活的环状核苷酸门控（HCN）通道在控制心脏和神经系统的起搏器活动中起着至关重要的作用。已提出开发HCN通道抑制剂是治疗疼痛，心力衰竭，心律不齐和癫痫的重要策略。一种HCN通道抑制剂伊伐布雷定已被临床批准用于治疗心绞痛和心力衰竭。在这项研究中，我们设计和合成了八种链烷醇胺衍生物，并使用全细胞膜片钳方法评估了它们对COS7细胞中表达的HCN通道的影响。其中，化合物4e在COS7细胞中表达的HCN2通道上-120 mV处显示最强的抑制活性，IC50为2.9±1.2 µM。进一步的分析表明，化合物4e（10μM）的施加导致了HCN2通道激活的电压依赖性的激活减慢和超极化位移（ΔV1/ 2 =-30.2±2.9 mV，n = 5）。化合物4e对COS7细胞中表达的HCN1和HCN4通道的抑制作用较弱，IC50分别为17.2±1.3和7.3±1.2μM。此外，我们证明了化合物4e（10μM）的应用可抑制急性离解的小鼠小背根神经节神经元的Ih和动作电位放电。我们的研究为有效的HCN通道抑制剂的设计和开发提供了新的策略。化合物4e对COS7细胞中表达的HCN1和HCN4通道的抑制作用较弱，IC50分别为17.2±1.3和7.3±1.2μM。此外，我们证明了化合物4e（10μM）的应用可抑制急性离解的小鼠小背根神经节神经元的Ih和动作电位放电。我们的研究为有效的HCN通道抑制剂的设计和开发提供了新的策略。化合物4e对COS7细胞中表达的HCN1和HCN4通道的抑制作用较弱，IC50分别为17.2±1.3和7.3±1.2μM。此外，我们证明了化合物4e（10μM）的应用可抑制急性离解的小鼠小背根神经节神经元的Ih和动作电位放电。我们的研究为有效的HCN通道抑制剂的设计和开发提供了新的策略。