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β-肾上腺素受体介导电针改善游泳疲劳诱发的急性心肌缺血效应的初步研究
目的:观察电针“内关”穴对游泳疲劳诱发的小鼠急性心肌缺血性损伤的改善效应,并探讨β-肾上腺素受体在其中的作用.方法:野生型成年雄性C 57 BL/6及同品系的β1/β2-AR双敲小鼠各16只,分别将两种小鼠随机分为对照组和电针组,每组8只.采用无负重游泳疲劳方式造成急性心肌缺血模型.电针组均采用电针“内关”穴干预(2 Hz,0.5 mA)30 min,每日1次,共7d.观察比较7d后各组标准Ⅱ导联心电图ST段幅值、心率(HR)和心律失常评分的变化.结果:与基础值比较,C 57 BL/6小鼠游泳疲劳后可诱发急性心肌缺血发生,表现为:ST段幅值显著升高(P＜0.01),心率降低(P＜0.05),心律失常评分增加(P＜0.05);与对照组比较,电针组ST段幅值明显下降(P＜0.01),心律失常评分明显降低(P＜0.05).与基础值比较,β1/β2-AR敲除小鼠游泳疲劳后亦可诱发急性心肌缺血发生,而与对照组比较,电针组ST段幅值、HR以及心律失常评分都没有明显的改善(P＞0.05).结论:电针“内关”穴具有改善游泳疲劳诱发的急性心肌缺血的作用,β-肾上腺素受体参与介导了该针刺效应.
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心脏β2-肾上腺素受体研究进展
随着受体研究的蓬勃发展，对在心脏活动调节中起重要作用的肾上腺素受体的了解也更加深入。近年来的许多研究表明β-肾上腺素受体不同亚型之间的信号转导及其介导的心脏反应有着很大的差异。本文扼要介绍了心脏β2-肾上腺素受体的新研究进展，主要包括β2-肾上腺素受体的混杂G蛋白偶联、信号转导局域化、固有活性及其与充血性心力衰竭的关系。
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β-肾上腺素受体调节蛋白及其功能
血管疾病成为威胁人类健康头号杀手，心血管受体在心血管疾病的发生、发展及预防和治疗中具有举足轻重的地位。β-肾上腺素受体作为 G 蛋白偶联受体家族的成员，是心血管药物重要的靶点之一。β-肾上腺素受体阻滞剂被认为是继洋地黄后药物防治心脏疾病的伟大突破，其在心血管领域的研究和应用一直是被关注的热点。2012年度诺贝尔化学奖再次授予了β-肾上腺素受体的研究。随着研究的深入，人们发现β-肾上腺素受体接受着细胞内调控蛋白的精密调控，不同调控蛋白介导着受体不同的生理信号通路和病理性信号通路。基于这些发现，近年来提出了受体功能选择性的配体药物，这也将成为未来药物的研究方向。本文综述了β-肾上腺素受体调节蛋白及相关信号通路及功能。
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HIP-55抑制异丙基肾上腺素诱导的心脏成纤维细胞ROS产生
目的 研究HIP-55在β-肾上腺素受体激动剂异丙基肾上腺素(Isoproterenol hydrochloride,ISO)诱导心脏成纤维细胞活性氧(reactive oxygen species,ROS)产生中的作用.方法 分离培养乳大鼠心脏成纤维细胞,利用HIP-55腺病毒和HIP-55-shRNA腺病毒感染乳大鼠心脏成纤维细胞,获得过表达HIP-55或敲减HIP-55的心脏成纤维细胞.ISO刺激后,采用红色荧光探针dihydroethidium(DHE)以及绿色荧光探针二氯荧光黄双乙酸钠(2’,7’-dichlorofluorescein diacetate,DCFH-DA)的方法检测细胞ROS的产生量.结果 过表达HIP-55明显的抑制心脏成纤维细胞ROS的产生,相反敲减HIP-55明显促进心脏成纤维细胞ROS的产生.结论 HIP-55明显抑制ISO诱导的乳大鼠成纤维细胞的ROS的产生.
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β-肾上腺素受体介导的G蛋白及β-arrestin依赖性通路
β-肾上腺素受体所介导的经典G蛋白通路在心功能的调节中发挥着重要的作用,参与调节心肌收缩以及心肌细胞肥大等过程.近年来的研究发现,parrestin与β-肾上腺素受体的脱敏、内化、再循环以及降解密切相关,并可以通过其桥梁作用,使受体与多条信号通路之间建立联系.此外,β-arrestin还可以进入细胞核或者通过NF-kB/ERK进而参与表达水平的调控.鉴于β-arrestin与β-肾上腺素受体的密切关系及其本身作用的多样性,对它的深入研究将有助于新一代G蛋白偶联受体药物的研发.
关键词： β-肾上腺素受体 信号通路 β-arrestin -
心脏β受体亚型与慢性心功能不全
β-肾上腺素受体兴奋是心肌收缩力增强和心输出量增加的重要原因.但持续的β受体兴奋能够促进心脏的病理性改变,如心肌细胞肥大和细胞凋亡,这是慢性心功能不全的成因之一.心脏同时存在β 1受体、β2受体和β3受体,分别激活不同的信号转导通路.β2受体的持续激活能使心肌通过Gi-磷酯酰肌醇3激酶-蛋白激酶B途径,防止心肌细胞的凋亡,而长期的β1受体激活能通过蛋白激酶A非依赖性的钙调素激酶Ⅱ途径,导致心肌细胞肥大和凋亡.这种受体亚型特异性的信号转导途径证实了应用兼有β2受体激动作用的β1受体阻断剂有助于慢性心功能不全的治疗.
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不同G蛋白耦联受体激酶对β-肾上腺素受体诱导心肌钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ活化的影响
目的：探讨不同G蛋白耦联受体激酶( GRK)对β-肾上腺素受体(β-AR)诱导的心肌钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ( CaMKⅡ)活化的影响。方法雄性小鼠(体质量20~28 g)分为野生对照组( WT：SPF 级 C57BL/6小鼠,作为阳性对照)、GRK2,3,5,6基因敲除组( GRK2KO、GRK3KO、GRK5KO、GRK6KO)和β1、2-AR突变组[GRK(-)：β-AR缺乏GRK磷酸化位点,作为阴性对照]。各组小鼠分别给予异丙基肾上腺素( ISO)刺激或等量生理盐水2周,断颈处死动物,切取左心室并剥离粘连组织,经液态氮处理后贮存于-80℃。 Western blot 用于检测有活性的 CaMKⅡ( p-CaMKⅡ Thr286/T-CaMKⅡ)的表达变化；采用ELISA方法检测心肌匀浆 CaMK Ⅱ活性；HE染色检测心肌细胞组织学变化。结果给予 ISO 刺激后,与阳性对照 WT 小鼠变化相同, GRK2KO, GRK3KO和GRK6KO小鼠心肌组织中p-CaMKⅡ表达水平明显增加(ISO刺激与非刺激小鼠比较,均为P﹤0.05),而GRK5KO与阴性对照GRK(-)小鼠变化相同,ISO刺激组与非刺激组相比心肌组织中p-CaMKⅡ表达无明显增加；ELISA检测也发现,ISO刺激后WT及GRK2KO, GRK3KO, GRK6KO小鼠心肌组织匀浆的 CaMK Ⅱ活性显著增加( ISO 刺激与非刺激小鼠比较,均为 P ﹤0.05),而GRK5KO及GRK(-)小鼠ISO的CaMKⅡ活性无明显增加。 HE染色发现,WT小鼠ISO刺激与非刺激组相比心肌横截面积明显增大[(1388.2±270.3)μm2比(825.5±414.9)μm2,P﹤0.05],GRK5KO小鼠 ISO 刺激组与非刺激组比较,心肌横截面积无明显差异[(837.1±112.8)μm2比(883.5±235.9)μm2,P﹥0.05]。结论 GRK5对β-AR诱导的CaMK Ⅱ激活是必要的；GRK5基因敲除可能通过引起CaMKⅡ表达改变而改善β-AR持久兴奋诱导的心肌肥厚。
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交感神经系统对骨量调控作用的研究进展
骨质疏松是一种全身性代谢性骨病,其主要的病理生理改变是骨量调节紊乱所致的骨量减少,具体分子机制目前尚未阐明.近期研究证实,在成骨细胞和破骨细胞表面均存在肾上腺素能受体,可以受到交感神经系统(sympathetic nervous system,SNS)的直接和间接调控.本文现就目前SNS对骨量调控的机制及其在骨质疏松性疾病发生中的作用的研究进展做一综述.
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PI3K-Akt 信号通路及β2-AR 蛋白在外源性硫化氢后处理减轻大鼠离体心肌缺血再灌注损伤中的作用
目的：探讨外源性硫化氢后处理是否激活β2-AR 受体减轻大鼠离体心肌缺血再灌注损伤。方法70只雄性Sprague Dawley （SD）大鼠随机分为5组（n=14）：缺血/再灌注组（I/R）、硫化氢后处理组（N）、溶媒组（D）、LY294002组（L）、硫化氢后处理+LY294002组（N+L）。采用离体心脏 Langendorff 灌注模型，各组平衡灌注20min 后，停灌40min，复灌60min。记录平衡末及灌注结束时的心率（HR）、左室内压上升大速率（+dp/dtmax）、左室内压下降大速率（-dp/dtmax）、左室发展压（LVDP）、左室舒张末期压（LVEDP）、冠脉流量（CF）；灌注结束时，心肌 HE 染色观察心肌组织形态；Western blot 测定β2-AR、Caspase-3、p-Akt 和 p-ERK 的表达水平。结果平衡末各组间心功能指标（基础值）差异无统计学意义（P>0.05）。复灌60min 时，与 I/R 组相比，N 组能明显改善心功能各项指标（P<0.05），使心肌组织形态有改善，β2-AR、p-Akt 和 p-ERK 表达水平升高，而活化的 Caspase-3表达水平降低（P<0.05）。 LY294002逆转了硫化氢后处理改善心功能指标及升高 p-Akt、p-ERK、β2-AR 和降低 Caspase-3表达水平的作用。结论外源性硫化氢后处理通过激活 PI3K-Akt 信号通路和调节β2-AR受体蛋白的表达，参与离体大鼠心肌缺血再灌注损伤的保护作用。
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肾上腺素受体腺苷酸环化酶系统在大鼠心肌缺血预适应中的变化
目的:研究心肌缺血预适应时β-肾上腺素受体腺苷酸环化酶系统各部分变化及意义.方法:选择SD大鼠,随机分成假手术组(CON组),预适应组(IP组),缺血/再灌注组(I/R组).以手术套管法造成左冠状动脉主干缺血及再灌注,损伤后取心脏用TTC法测梗塞面积,取血清测心肌酶改变,放射配基结合法测β-肾上腺素受体(β-AR)密度及亲和力变化,生化法测AC活性变化,放免测cAMP水平.结果:IP组较I/R组心梗面积明显缩小(P<0.01),心肌酶CK、CK-MB、LDH明显降低(P<0.01).IP组受体密度较I/R组显著增加(P<0.01),两组受体解离常数无明显差异.IP组较I/R组AC活性增高(P<0.05),cAMP含量增加(P<0.01).结论:缺血预适应对心脏具有保护作用,可缩小梗塞面积,减少心肌酶漏出,并使β-AR密度增高,cAMP产量增加,β-肾上腺素腺苷酸环化酶系统可能参与预适应心肌保护作用.
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力竭运动对大鼠β-肾上腺素能受体介导的心肌细胞收缩的影响
目的:观察力竭运动对β-肾上腺素能受体(β-AR)介导的心肌细胞收缩的影响；探讨力竭运动后心肌收缩功能障碍的产生机制.方法:16只SD大鼠随机分为静坐组和运动组(n=8),运动组大鼠经过一周(共5次)的力竭运动训练后,分离培养心肌细胞,阻断α1-AR后测定去甲肾上腺素(NE)刺激引起的细胞收缩幅度、收缩时间(TTP)及舒张95％时间(R95)的变化及不同浓度NE刺激下心肌细胞的收缩幅度.结果:与静坐组相比,运动组大鼠心肌细胞收缩幅度显著降低；β-AR介导的心肌细胞收缩幅度明显降低、TTP和R95延长；β-AR对NE的反应性减弱.结论:力竭运动后β-AR介导的心肌细胞收缩功能减弱,导致心肌收缩功能障碍.
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心肌疾病患儿粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子与抗β-受体抗体的关系及其意义
目的探讨病毒性心肌炎(VMC)和扩张型心肌病(DCM)患儿粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)与抗β-肾上腺素受体(简称β-受体)抗体的关系及其意义.方法采用放射免疫和免疫印转技术检测了30例VMC、14例DCM患儿GM-CSF和抗β-受体抗体.并与对照组25例健康儿对比.结果 VMC和DCM患儿GM-CSF和抗β-受体抗体的阳性率分别为54.5%和79.55%,而25例健康儿分别为8%和0(P均<0.01);且GM-CSF与抗β-受体抗体的血浆水平呈正相关(r=0.4423,P<0.05).结论 GM-CSF和抗β-受体抗体均参与了VMC和DCM患儿的发病,与β-受体功能异常、心肌自身免疫损伤有关.
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β1-肾上腺素受体表达的增加未能保护异丙肾上腺素损伤的大鼠心肌细胞
本文旨在观察转染β1-肾上腺素受体(β1-adrenoceptor,β1-AR)基因对异丙肾上腺素(isoprenaline,ISO)损伤的大鼠心肌细胞收缩功能和存活的影响.采用胶原酶消化法分离培养原代大鼠心肌细胞,转染含β1-AR基因的腺病毒后,用ISO孵育24 h致心肌细胞损伤,采用Western blot检测心肌细胞β1-AR蛋白的含量,通过计数培养细胞中杆状细胞的百分率来检测心肌细胞存活率,用可视化边缘探测系统检测心肌细胞收缩功能变化.结果显示,与对照组相比,转染β1-AR基因的心肌细胞β1-AR蛋白含量明显增加(P＜0.01);转染β1-AR基因并用ISO损伤的心肌细胞内β1-AR蛋白含量子力学亦明显增加(P＜0.01).与对照组相比,转染β1-AR基因的心肌细胞存活率没有明显变化,ISO损伤的心肌细胞存活率明显下降(P＜0.01):而转染β1-AR基因并用ISO损伤的心肌细胞存活率与ISO组比进一步下降(P＜0.01).与对照组相比,转染β1-AR基因的心肌细胞收缩幅度显著增大(P＜0.05).ISO损伤的心肌细胞收缩幅度明显下降(P＜0.01);而转染β1-AR基因并用ISO损伤的心肌细胞的收缩幅度与ISO组比没有明显变化.以上结果提示,β1-AR的表达增加对ISO损伤的大鼠心肌细胞的保护作用不明显.
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β-肾上腺素受体激动对新生大鼠心肌细胞代谢的影响
为了观察β-肾上腺素受体(β-AR)持续激动对心肌细胞代谢的影响,本工作以培养的新生大鼠心肌细胞为研究对象,采用[3H]-亮氨酸([3H]-leucine)掺入法和BCA蛋白分析法检测心肌细胞的蛋白合成代谢与蛋白含量,[3H]-2-脱氧-D-葡萄糖摄取测定方法检测心肌细胞对葡萄糖的摄取量,并采用蛋白免疫印迹杂交方法检测腺苷酸活化蛋白激酶(adenosine monophos-phate activated protein kinase,AMPK)磷酸化程度.结果显示,β-AR激动剂异丙肾上腺素(isoproterenol,ISO)持续刺激心肌细胞48 h,心肌细胞[3H]-leucine掺入量和蛋白质含量与对照组相比均无显著差异.用ISO或去甲肾上腺素(α1-AR特异性拮抗剂哌唑嗪存在下)持续激动β-AR 48 h,心肌细胞的葡萄糖摄取量和AMPK磷酸化均显著高于对照组.上述结果表明,β-AR持续激动对培养的新生大鼠心肌细胞蛋白质合成及蛋白质含量没有明显的作用,但可引起葡萄糖摄取量明显增加和AMPK的激活,提示β-AR可能与心肌肥厚过程中能量代谢状态的变化有关.
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β2-肾上腺素受体在新生大鼠心肌成纤维细胞中的分布及其促增殖作用
为了明确β-肾上腺素受体(AR) 亚型在新生大鼠心肌成纤维细胞中的分布及其在成纤维细胞增殖反应中的作用, 采用放射配体结合实验和[3H]-thymidine掺入法检测了新生大鼠心肌成纤维细胞的β-AR密度和DNA合成速率.结果显示, 在培养心肌细胞和心肌成纤维细胞中β-AR密度(Bmax)和解离常数(KD)无显著性差异; 竞争抑制曲线分析结果提示, 心肌成纤维细胞对CGP 20712A和ICI 118551单位点拟合均显著优于两位点拟合(P<0.01), 表现为对选择性β1-AR拮抗剂CGP 20712A的低亲和性(IC50值: 10.1 μmol/L)和对选择性β2-AR拮抗剂ICI 118551的高亲和性(IC50值: 0.147 μmol/L).异丙肾上腺素(ISO)促心肌成纤维细胞增殖作用可被ICI 118551和心得安(非选择性β-AR拮抗剂)完全抑制, 而CGP 20712A则无此作用.上述结果提示, 在培养心肌成纤维细胞中β2-AR亚型占绝对优势, 并且ISO引起的心肌成纤维细胞增殖反应是由β2-AR介导的.
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Kappa 阿片受体的抗缺血性心脏保护作用--信息机制
有证据表明, 心脏细胞产生强腓肽和强腓肽类多肽, 它们是 kappa 阿片受体 (κ-OR)的激动剂.κ-OR是心脏一种优势的阿片受体, 其激活可改变在体和离体心脏的功能.在正常和病理情况下, 内源性κ-阿片肽可能通过自分泌或旁分泌的方式调节心脏功能.心肌缺血是导致心脏功能紊乱的一个常见原因, 主要表现为心肌功能减弱, 心律失常及心肌梗塞等.心肌缺血时, 交感神经发放增强, 从而增加作功负荷及氧消耗量; 而这又使缺血引发的状况更为恶化.机体抵抗缺血引发心肌损害/心律失常的保护机制之一是抑制β-肾上腺素受体 (β-AR) 的兴奋 .κ-OR 确实能抑制β-AR的激动.这种抑制主要是由于GS蛋白受到抑制, 也在较小程度上由于信息通路的腺苷酸环化酶的抑制.因为该种酶能通过对百日咳毒素敏感的G蛋白转导β-AR的激动.另一保护心肌对抗缺血性损害的机制是预处理.预处理是指预先受到缺血等损伤使心脏对随后更严重的损伤产生较强的耐受能力. 这种保护作用可以在预处理后即时产生, 也可延至预处理后1-3天. 在采用缺血或其产生的后果之一代谢抑制作为预处理而致的心脏保护中, κ-OR 参与媒介预处理的作用.用κ-OR 的特异性激动剂U50488H激活κ-OR (U50488H 药理性预处理, UP) 可激活蛋白激酶C (PKC), 开放 ATP 敏感的钾通道(KATP channels)及增加热休克蛋白 (HSP) 的产生.阻断PKC的作用, 关闭KATP通道或抑制HSP的合成, 均可消除UP的心脏保护作用.这些发现表明, PKC、 KATP通道和HSP在UP的心脏保护中均具重要作用.此外, UP也能减低缺血造成心肌损害的因素之一, 即Ca2+的超负荷.这个事实表明UP发挥心脏保护作用至少部分地是通过减低Ca2+的超负荷.有趣的是, 以阻断剂阻塞KATP通道, 在消除UP的延迟性心脏保护作用的同时也降低了UP对Ca2+超负荷的抑制作用.这个事实揭示了KATP通道开放所致的心脏保护作用至少部分地可能是由于防止或减低了Ca2+的超负荷.
关键词： kappa 阿片受体 心肌缺血 β-肾上腺素受体 缺血预处理 -
自主运动通过β2-肾上腺素受体调节大鼠心功能
目的 观察自主运动是否通过调节大鼠心肌细胞β2-肾上腺素受体(β2-AR)影响心功能.方法 40只大鼠随机均分为自主运动(A)组和对照(B)组,6周后酶法分离心肌细胞,分别激动或阻断β-ARs后测定心肌细胞收缩和舒张变化.结果 A组和B组间大鼠心肌细胞静息长度差异无统计学意义(P＞0.05).混合β-ARs刺激引起心肌细胞浓度依赖的正性收缩,而A组心肌细胞的反应较B组减弱(P＜0.05).与B组相比,A组心肌细胞β1-AR和β2-AR刺激的舒张率、β1-AR刺激的收缩反应无明显变化；而β2-AR刺激的收缩功能下降(P＜0.05),且可被抑制性G蛋白(Gi)的阻断剂逆转.结论 自主运动通过β2-AR调节大鼠心功能.
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抗抑郁药的信号转导机制
抗抑郁药的作用机制目前尚不明确,传统单胺递质理论和受体理论都不能充分解释抗抑郁药的临床效应滞后现象.近年提出抗抑郁药的信号转导机制,认为抗抑郁药是以G蛋白为分子基础,神经递质受体和G蛋白为作用环节,终影响细胞内的信号转导并产生磷酸化作用增加、神经营养因子增多、神经发生增加等相关效应,从而发挥抗抑郁作用.影响细胞内信号转导并产生相关效应需要的时间,与抗抑郁药的临床效应滞后时间相吻合,从而使抗抑郁药的滞后现象有了合理解释.这个机制的提出有助于抗抑郁新药的发展,为研制安全、有效的新药指明了方向,同时也为抑郁症生物学病因的阐明提供了必要信息.
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β-肾上腺素受体遗传多态性与疾病易感性及药物反应差异的关系
β-肾上腺素受体是G蛋白偶联受体的一个亚家族,它们以儿茶酚胺为内源性配体,介导机体的重要生理功能;同时,β-肾上腺素受体也是许多药物的作用靶点.本文重点阐述β-肾上腺素受体常见的遗传多态性与疾病易感性及药物反应差异的关系.
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β受体在人胰腺癌细胞株中的表达及其在细胞侵袭中的作用
目的 探讨β受体在经典神经递质去甲肾上腺素(NE)诱导人胰腺癌细胞株Mia-PaCa-2侵袭能力增强过程中的作用及其机制.方法 逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)法检测人胰腺癌细胞株β受体的表达.实验分为对照组、NE干预组、普萘洛尔(Propranolol)干预组、普萘洛尔和NE共同干预组(NE&Propranolol).采用Transwell侵袭实验检测细胞侵袭能力的变化;RT-PCR法和免疫细胞化学法分别检测细胞中基质金属蛋白酶(MMP)-2、MMP-9、血管内皮生长因子(VEGF)mRNA和蛋白的表达.结果 人胰腺癌细胞株MiaPaCa-2和BxPC3均表达β1和β2受体.NE组、NE&Pmpranolol组、Propranolol组和对照组穿膜细胞的吸光度值分别为0.78±0.02、0.32±0.03、0.26±0.01、0.28±0.02,NE组显著高于对照组和NE&Pmpranolol组(P<0.05),而Propranolol组穿膜细胞数与对照组间差异无统计学意义(P>0.05);NE组中MMP-2、MMP-9和VEGF mRNA表达指数为0.87±0.02、1.04±0.02和0.92±0.01,蛋白表达灰度值为131.20±2.34、105.32±7.21和115.60±5.03,显著高于对照组和NE&Propranolol组(P<0.05),Propranolol组与对照组间差异无统计学意义(P>0.05).结论 β受体在NE诱导胰腺癌细胞侵袭能力增强的发展过程中发挥重要作用,NE通过β受体介导上调MMP-2、MMP-9和VEGF的表达进而增强胰腺癌细胞的侵袭能力.
