心脏β肾上腺素受体信号转导研究与相关药物研发

β 肾上腺素受体作为重要的 G 蛋白偶联受体家族成员,在血液循环、代谢调节、肌肉收缩和舒张中都具有重要的作用。在心脏中, 急性激活 β 肾上腺素受体能够促进心脏功能,持续性激活 β 肾上腺素受体在心脏重构的病理生理过程中具有重要作用。心脏中的 β 肾上腺 素受体包括 3 个亚型:β1 肾上腺素受体、β2 肾上腺素受体和 β3 肾上腺素受体。文章重点讨论了 β1 和 β2 肾上腺素受体二者在心脏中不同甚 至截然相反的作用。在此基础上,提出基于 β 肾上腺素受体信号转导亚型特异性的心衰治疗新方法。     

心脏中不同β肾上腺素受体亚型的信号体系及其病理生理意义

生理情况下,β肾上腺素受体(βAR)对心肌收缩和舒张活动起至关重要的作用;病理情况下,长期激动βAR可以诱发心肌细胞肥大、凋亡以及细胞坏死等心肌重塑性活动,从而参与了慢性心衰的发病过程。近十年以来,许多资料表明β1和β2肾上腺素受体亚型(β1AR和β2AR)共存于心脏中,且激动不同信号系统。短时间激动β1AR,使Gs蛋白-腺苷酸环化酶-环苷腺酸-蛋白激酶A(Gs-adenyly cyclase-cAMP-PKA)信号体系激活并广布于细胞内,而激动βAR则同时激活G1蛋白而产生空间及功能局限的cAMP信号;长时间激动β1AR和β2AR则对心肌细胞的命运产生不同影响：β1AR诱导细胞肥大和凋亡,β2AR促使细胞存活。β2AR的心肌保护作用是通过激活Gi蛋白-Gβγ-PI3K-Akt途径介导。但出乎意料,β1AR的心肌肥厚和凋亡效应并不依赖于经典的cAMP/PKA信号途径,而是激活钙,钙调素依赖性蛋白激酶Ⅱ(caMK Ⅱ)途径。用心肌特异性表达βAR亚型的转基因小鼠进行实验,进一步证实不同βAR亚型在调节心肌重塑和功能方面作用各异。βAR亚型作用不同的新观点不仅为β阻滞剂治疗慢性心衰提供了分子和细胞机制的依据,而且提出了选择性β1AR阻滞和β2AR激动联合治疗慢性心衰的新的治疗思路。     

心脏发育候选基因AHNAKβ的克隆和表达研究

心脏发育过程是一个错综复杂的过程,由一系列的基因参与完成.虽然目前已经鉴定出很多与心脏发育相关的基因,但是仍有很多心脏发育相关基因有待鉴定.作者从小鼠心脏cDNA文库中分离并鉴定了一个心脏发育候选基因AHNAKβ.AHNAKβ位于11q12.2,长1 064 bp,由6个外显子和5个内含子组成,其中开放阅读框(ORF)长450 bp (258~710 nt),编码含有149个氨基酸,蛋白质大小约为16.0 kD.我们构建了原核细胞表达载体,在大肠杆菌中表达并纯化了GST- AHNAKβ融合蛋白,然后制备了该蛋白的兔免疫血清.利用该抗体进行了小鼠成体组织Western blot以分析该基因的蛋白表达模式.研究结果表明AHNAKβ在小鼠成体子宫、小肠等多种组织表达,在心脏中表达较高,提示它可能在心脏组织中具有某种重要作用.     

心脏β2—肾上腺素受体研究进展

随着受体的研究的蓬勃发展,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β2－肾上腺素受体不同亚型之间的信号转导及其介质的心脏反应有着很大的差异。本文扼要介绍了心脏β2－肾上腺素受体的最新研究进展,主要包括β2－肾上腺素受体中的混杂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。     

肾上腺素对THP-1巨噬细胞TGF-β1、SR-A1和CD36表达的影响

目的:探讨肾上腺素对THP-1巨噬细胞TGF-β1、SR-A1和CD36表达的影响。方法:不同浓度肾上腺素处理THP-1巨噬细胞24h,运用逆转录多聚酶链反应检测其TGF-β1、SR-A1和CD36的mRNA表达,酶联免疫吸附试验检测TGF-β1蛋白的表达,Westem-blotting检测SR-A1蛋白的表达。结果:100nmol/L及1μmol/L的肾上腺素作用THP-1巨噬细胞,引起TGF-β1 mR- NA和蛋白表达下调(p<0.05),SR-A1 mRNA和蛋白表达上调(P<0.05),1pmol/L～1μmol/L的肾上腺素处理后,各组CD36 mRNA水平无显著性变化(p>0.05)。结论:应激浓度的肾上腺素可能通过影响TGF-β1和SR-A1的表达而参与和/或促进AS的发生发展。     

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,是心血管药物最重要的靶点之一。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最伟大突破,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。     

HPV16 E6通过影响外泌体中β-联蛋白和紧密连接蛋白1表达促进宫颈癌细胞增殖、迁移和侵袭

为探讨人乳头瘤病毒16(human papillomavirus 16,HPV16)E6癌蛋白对宫颈癌细胞的生物学行为及外泌体中β-联蛋白(β-catenin)和紧密连接蛋白(claudin-1)表达的影响，本研究利用RNA干扰技术建立HPV16 E6敲低细胞模型(shE6组),通过CCK8试剂盒、流式细胞仪、划痕实验和Transwell实验对细胞增殖、细胞周期、迁移和侵袭特征进行检测，发现shE6相对于对照组(NC组),细胞增殖速率减慢、细胞周期阻滞在G₀/G₁期向S期的过渡阶段，细胞迁移能力显著降低，侵袭能力下降。同时提取细胞上清液中外泌体，利用Western印迹对β-联蛋白和紧密连接蛋白-1表达量进行检测，发现相对于NC组，shE6组细胞内β-联蛋白表达量减少，但外泌体中β-联蛋白量增加，紧密连接蛋白-1在细胞内和外泌体中均增加。上述结果提示，HPV16 E6促进细胞恶性表型可能与E6蛋白能够抑制β-联蛋白以外泌体形式释放，从而增加其在细胞内的积累，以及抑制紧密连接蛋白-1在细胞内和外泌体中的积累有关。     

β-淀粉样蛋白神经毒性及其防治策略

β-淀粉样蛋白（amyloid β-peptide,Aβ）的过量表达和异常聚集是引起阿尔茨海默病的重要原因之一。以β-淀粉样蛋白级联假说为线索,阐述分泌酶对Aβ生成的影响,不同聚合状态Aβ的神经毒性以及Aβ毒性作用机制,总结Aβ生成、聚合、清除过程中神经毒性的相应防治措施,对阿尔茨海默病中β-淀粉样蛋白神经毒性最新研究进展作一综述。     

β3受体激动剂对培养的大鼠心肌细胞搏动频率和细胞内环-磷酸腺苷水平的影响

目的：观察β3受体激动剂(BRL-37344)对培养的大鼠心肌细胞搏动频率和细胞内环-磷酸腺苷(cAMP)水平的影响,以探讨β3受体在心肌细胞中的作用。方法：分离培养乳鼠心肌细胞,随机分为八组：对照组、ISO组、Nadolol ISO组、BRL组、PTX BRL组、L-NAME BRL、Nadolol BRL组和Buprandol BRL组,观察心肌细胞搏动频率,并应用酶联免疫方法测定cAMP含量,逆转录多聚酶链反应(RT-PCR)方法测β3受体mRNA表达。结果：ISO(非选择性β受体激动剂)可显著增加心肌细胞搏动频率和升高cAMP水平,这种作用可被Nadolol(为β1,β2受体抑制剂)阻断。BRL-37344可显著降低心肌细胞搏动频率和cAMP含量,这种作用可被PTX(Gi蛋白抑制剂)和Bupranolol(非选择性β受体阻滞荆)完全阻断,同时可被L-NAME(一氧化氮合酶抑制剂)部分阻断,不受Badolol影响。RT-PCR方法测出心肌细胞中有β3受体mRNA表达。结论：心肌细胞中存在β3受体,它在心肌表现为负性变力作用,β3受体的效应不受β1,β2受体抑制剂影响。心脏β3受体信号途径中可能有Gi蛋白的参与,并且经过一氧化氮合酶途径发挥其作用。     

β-arrestin与β-肾上腺素受体

2012年度诺贝尔化学奖授予了美国科学家罗伯特.莱夫科维茨（Robert J.Lefkowitz）和布莱恩.克比尔卡（Brian K.Kobilka）,以表彰他们在G蛋白偶联受体研究中的贡献。从Robert J.Lefkowitz最初研究β-肾上腺素受体（β-adrenergic receptor,β-AR）减敏机制时发现β-arrestin1至今已有20多年,随着对β-arrestin在细胞信号转导中作用研究的逐渐深入,发现β-arrestin参与β-AR的减敏、内化和降解;近年来又发现,依赖β-arrestin的β-AR信号转导通路具有＂偏向激活＂现象,并提示这种依赖β-arrestin的＂偏向激活＂信号转导通路具有心脏保护作用。β-肾上腺素受体阻滞剂的发现和临床应用被视为20世纪药物治疗学上里程碑式的进展,是药物防治心脏疾病的最伟大突破,很多心血管药物都以β-AR为靶点。但是,由于目前受体药物均是针对受体本身的调控,这样在阻断了受体介导的病理性信号通路和功能的同时,也阻断了受体介导的正常生理性信号通路和功能,造成了严重的毒副作用。所以,研发能选择性阻滞β-AR过度激活介导的病理性信号通路和功能的同时,保留受体介导的正常生理性信号通路和功能（如β-arrestin信号通路）的药物,对治疗心血管疾病有重要意义,受体功能选择性的配体药物将成为未来药物的研究方向。该文将回顾β-arrestin的发现过程,综述其与β-AR的相互作用,期望能为心脏疾病的药物治疗提供参考。     

Wnt/beta-catenin 通路在成骨细胞中的作用

Wnt信号通路包括经典通路和非经典通路两种,其中Wnt经典通路又称为Wnt/β-catenin通路,其在成骨细胞的分化、增殖过程中发挥这重要的作用。Wnt信号通路实现过程中有多种因子参与,包括Wnt蛋白、β-catenin、蛋白激酶GSK-3β以及APC蛋白等多种。Wnt蛋白家族是由19种Wnt蛋白组成的,主要分为经典Wnt蛋白和非经典Wnt蛋白,其本质是一系列高度保守的分泌性糖蛋白,并且不同的Wnt蛋白对成骨细胞发挥着不同的作用,其中经典Wnt蛋白通过经典Wnt信号作用于成骨细胞对成骨细胞的增殖、分化有着重要的影响。本综述通过对Wnt经典信号通路过程中的多种因子与成骨细胞分化、增殖的关系进行分析总结,了解Wnt/β-catenin通路对成骨细胞的作用。     

糖原合酶激酶3β以细胞周期蛋白D1依赖性方式引发人肺腺癌细胞A549细胞周期阻滞

对糖原合酶激酶3β（glycogen synthase kinase 3β,6SK3β）在细胞增殖中的作用研究,在不同细胞系和不同刺激因素作用下得出了不同结论,本文旨在探讨GSK3β在人肺腺癌细胞系A549细胞生长中的直接作用。A549细胞瞬时转染持续激活型S9A-GSK3β以及显性负突变型KM-GSK3β两种GSK3β突变型质粒,改变GSK3β活性。24 h后,分别进行细胞计数,流式细胞术及Western blot检测。结果显示,增强GSK3β活性可导致细胞数量下降,G．期细胞百分比升高。细胞周期蛋白D1表达水平被GSK3β下调。结果提示,GSK3β可能以细胞周期蛋白D1依赖性方式引发A549细胞的G,期阻滞,从而发挥生长抑制效应。     

综述与专论：突变和修饰β淀粉样蛋白与阿尔茨海默病

淀粉样蛋白级联假说是阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)病因学的核心,但在过去几年中,靶向淀粉样斑块并未实现成功的免疫治疗。最近几年,不同形式的β淀粉样蛋白(Aβ)引起人们的关注。本文总结了关于早发性AD患者大脑中不同Aβ突变体和散发性AD患者大脑中已经鉴定出的经过酶切及修饰产生的不同形式Aβ的研究进展,重点阐述了这些Aβ的聚集特性和在AD发展中的影响,并对目前报道的Aβ变体检测分析方法进行了概述。本文旨在为今后深入研究不同形式的Aβ及相关分子在AD病理过程中的作用、开发诊断和治疗AD新方法提供参考。     

不同聚集状态的Aβ寡聚体在阿尔茨海默病发生中的作用机制研究进展

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是一种以智力损害和认知障碍为主要临床表现的神经退行性疾病.AD的发病因素和发病机制十分复杂,国际上对AD多年的研究提出几种假说,其中以β淀粉样蛋白(β-amyloid,Aβ)为AD主要致病因子的Aβ假说一直占据重要地位.Aβ可以分为单体、寡聚体和纤维状Aβ,其中寡聚体Aβ是导致AD中认知功能障碍和神经退变的主要因素.Aβ寡聚体又可以细分为不同的聚集状态,不同聚集状态的Aβ寡聚体在AD发生发展过程中起到的作用不同.本文主要综述几种不同聚集状态的寡聚体在AD发病中的作用及机制.     

β淀粉样蛋白对线粒体作用的研究进展

阿尔茨海默病的一个重要病理特征是胞外β淀粉样蛋白沉积形成的老年斑,β淀粉样蛋白可以引起氧化损伤以及神经细胞凋亡等。随着研究的深入,在细胞内也发现了β淀粉样蛋白的存在。线粒体是细胞内ATP和活性氧自由基产生的主要部位,在氧化损伤和细胞凋亡过程中起到重要的作用。近年的研究表明,β淀粉样蛋白对线粒体有很重要的作用。该文主要针对这一领域的进展,介绍了阿尔茨海默病中β淀粉样蛋白对线粒体多个生理过程的作用以及这些作用在阿尔茨海默病中产生的影响。     

β_3受体激动剂对培养的大鼠心肌细胞搏动频率和细胞内环一磷酸腺苷水平的影响

目的 :观察 β3 受体激动剂 (BRL 37344 )对培养的大鼠心肌细胞搏动频率和细胞内环 -磷酸腺苷 (cAMP)水平的影响 ,以探讨 β3 受体在心肌细胞中的作用。方法 :分离培养乳鼠心肌细胞 ,随机分为八组 :对照组、ISO组、Nadolol+ISO组、BRL组、PTX +BRL组、L NAME +BRL、Nadolol+BRL组和Bupranolol+BRL组 ,观察心肌细胞搏动频率 ,并应用酶联免疫方法测定cAMP含量 ,逆转录多聚酶链反应 (RT PCR)方法测 β3 受体mRNA表达。结果 :ISO(非选择性 β受体激动剂 )可显著增加心肌细胞搏动频率和升高cAMP水平 ,这种作用可被Nadolol(为 β1,β2 受体抑制剂 )阻断。BRL 37344可显著降低心肌细胞搏动频率和cAMP含量 ,这种作用可被PTX(Gi 蛋白抑制剂 )和Bupranolol(非选择性 β受体阻滞剂 )完全阻断 ,同时可被L NAME(一氧化氮合酶抑制剂 )部分阻断 ,不受Nadolol影响。RT PCR方法测出心肌细胞中有 β3 受体mRNA表达。结论 :心肌细胞中存在 β3 受体 ,它在心肌表现为负性变力作用 ,β3 受体的效应不受 β1,β2 受体抑制剂影响。心脏 β3 受体信号途径中可能有Gi 蛋白的参与 ,并且经过一氧化氮合酶途径发挥其作用。     

糖元合成酶激酶3β对微管相关蛋白tau的磷酸化作用

tau蛋白是中枢神经系统中重要的微管相关蛋白,其功能受磷酸化调节.异常过度磷酸化的tau蛋白是阿尔茨海默病患者脑中神经纤维缠结的主要组成部分.糖元合成酶激酶3β(glycogen synthase kinase-3β,GSK-3β)是重要的tau蛋白激酶之一,它虽可催化tau蛋白多个位点的磷酸化,但对不同位点,其催化效率不同.通过位点特异性、磷酸化依赖的tau蛋白抗体,用免疫印迹技术,检测GSK-3β对tau蛋白位点特异性的磷酸化作用及动力学.用双倒数作图,计算GSK-3β催化tau磷酸化以及各个位点磷酸化的Km值,并结合培养细胞中的实验,研究GSK-3β对tau蛋白磷酸化作用的位点特异性.结果显示,GSK-3β催化tau蛋白多个位点的磷酸化,其中包括Thr181、Ser199、Ser202、Thr205、Thr212、Thr217、Thr231、Ser396和Ser404,对不同的位点磷酸化作用,其Km值不同,GSK-3β对Ser396的Km值最低,即对Ser396位点的亲和性最高,催化其磷酸化的能力最强.在培养的细胞中,也显示了GSK-3β的表达引起Ser396位点的磷酸化最明显.     

α和β受体阻断剂对早期缺血心肌多发早搏阈的影响

本实验在35只兔心脏上观察了α和β受体阻断剂对心肌缺血早期MET变化的影响,并初步分析了α受体阻断剂抗心律失常效应的作用机理。实验结果表明,β与α受体阻断剂对MET 的影响明显不同。β受体阻断剂心得安可使正常心脏与缺血心脏的MET同等程度的升高,而对阻断冠脉后 MET的降低无改善作用。与此相反,α受体阻断剂哌唑嗪对正常心脏的MET 无明显影响,但可使阻断冠脉血流后 MET降低的百分率明显减轻,此效应与血压变化和扩血管作用无直接关系。上述结果提示,β受体阻断剂可通过提高正常和缺血心脏MET 的绝对值发挥抗心律失常效应,而α受体阻断剂则有特异性的提高缺血心肌MET 的作用。     

持续和间断激动β-肾上腺素受体对心脏重塑的不同作用

心脏疾病常伴有交感神经系统过度激活及循环系统内儿茶酚胺水平增高,通过激动β-肾上腺素受体引起心脏重塑.β-AR激动剂异丙基肾上腺素常用来制备心脏重塑模型.然而β-AR不同的激动模式,脉冲式的间断激动与慢性持续激动对心脏重塑和心脏功能下降的影响是否不同,尚未见报道.为此,本研究比较了ISO间断给药与持续给药对小鼠心脏重塑...     

脂联素与胰岛β细胞

脂联素(Adiponectin)是新近发现的脂肪组织特异分泌的一个具有重要功能的细胞因子.最近研究发现脂联素可能通过改善胰岛β细胞功能、抑制β细胞凋亡等机制抑制糖尿病的发生、发展.深入研究胰岛β细胞脂联素及脂联素受体的作用和调节机制,可为糖尿病的诊治提供新思路.