β-arrestin的生物学研究进展

β-arrestin 1和2是一类介导受体脱敏的重要可溶性蛋白质,对绝大部分与受体偶联G蛋白介导的信号转导具有重要调节作用,在G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptors, GPCRs)脱敏、内化、复敏、细胞增殖反应和基因转录中具有重要地位.对β-arrestin介导的复杂信号通路的研究将揭示它们的调节功能对人类健康的影响,有助于开发新一代影响GPCRs的药物.     

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。     

β-arrestin和信号转导

β-arrestin是一类重要的信号调控蛋白和支架蛋白（scaffold）。在G蛋白偶联受体（G-protein-OOU-piedreceptor,GPCR）信号转导中,β-arrestin不但可以作为GPCR信号的负性调控分子,还能作为支架蛋白促进GPCR对其他信号通路的激活,如有丝分裂原激活蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase,MAPK）途径。另外β-arrestin还能与转录因子调节蛋白,如IKB和Mdm2相互作用问接调节NF-κB和P53介导的转录。     

β肾上腺素受体的丝裂原活化蛋白激酶信号途径

β肾上腺素受体（β－AR）除了通过经典的信号途径介导细胞生物功能外,还可以激活丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号途径,活化后的MAPK参与调节多种细胞生物学活动。然而,将β-AR与MAPK信号联系起来的分子机制还需要进一步的研究。     

β2肾上腺素受体遗传多态性研究进展

β2肾上腺素受体（β2-adrenergic receptor,132-AR）对血管和支气管平滑肌的紧张性起着重要的调节作用,能介导心脏的正性变力和变时效应。近年来研究发现,人类β2-AR具有遗传多态性,而使受体表现出不同的生物学特性。本文主要对β2-AR的遗传多态性及遗传药理学的研究进展进行简要概述。     

心力衰竭时β肾上腺素受体亚型对心脏调节作用的变化及其临床意义

在运动或应激状况下,β肾上腺素受体(β AR)的激活可有力地增加心输出量.然而,心衰时持续的β AR激活可导致心肌肥大、心肌细胞凋亡等病理性心肌重塑过程.目前认为,心肌细胞表面存在结构、效应特异的三种β AR亚型:β1、β2及β3 AR.β1AR可激活经典的Gs-AC-cAMP-PKA信号通路;β2AR同时激活Gs-AC-cAMP-PKA及Giα-Giβγ-PI3K-Akt信号通路;而β3 AR则通过Gi-eNOS-NO-cGMP介导负性变力效应.目前研究表明:心衰时长期的β1AR激活可通过GsCa2+-CaMKⅡ通路导致心肌肥大、心肌细胞凋亡等病理性心肌重塑过程;而持续的β2AR刺激则通过Giα-Giβγ-PI3K-Akt通路产生抗心肌肥大、心肌细胞凋亡效应.对心衰时上述βAR亚型的信号转导、效应的深入认识不仅对βAR阻滞剂治疗慢性心衰提供了分子和细胞机制的依据,而且为我们带来了一些治疗慢性心衰的新思路.     

抑制还是转导:信号分子调节机体健康与疾病

细胞内的信号转导网络是由多条功能特异且彼此关联的信号通路所构成,它们赋予了细胞功能的多样性和可塑性,同时也必须受到精细严谨的调控。一些功能广泛的信号调节因子,如β-抑制蛋白(β-arrestin),在细胞信号转导网络完整性的维持中扮演着重要的角色。β-arrestin分子的经典功能是终止G-蛋白偶联受体(G-protein-coupled receptors)下游信号转导,即受体脱敏,但最近许多研究证据表明,这种脱敏功能(负调控)还可以针对其他的信号转导途径。例如,β-arrestin能够通过不同的机制负调控三条重要的NF-κB激活通路,该功能异常则导致NF-κB持续激活以及下游炎性因子的过度分泌。此外,近年来发现β-arrestin还能作为支架蛋白介导功能性信号复合物的形成。例如,在特定外界信号刺激下,β-arrestin1能够转移至细胞核内并与组蛋白乙酰化酶p300相互作用而调控基因表达。该机制的生理意义之一反映在多发性硬化症的小鼠模型中,β-arrestin1在发病小鼠中较正常小鼠表达上调并能够显著加重病情。与之相反,在细胞质中富集的β-arrestin2参与了胰岛素激活时InsR/Akt/β-arrestin2/Src信号复合体的形成,它的缺失能够导致胰岛素耐受和2型糖尿病的发生。因此,在特定的条件下,β-arrestin对于胞内信号的传递究竟是抑制还是激活,已成为细胞信号转导中的关键问题,并在机体健康和疾病状态的相互转化中的起着重要作用。     

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。     

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...     

β—肾上腺素能受体介导的心肌细胞凋亡

作为交感神经系统主要递质的去甲肾上腺素在多种心脏疾病中诱导心肌细胞凋亡,这种诱导作用主要由肾上腺素能受体（β－AR）介导,β－AR还介导心肌细胞凋亡的信号转导,这对于了解心脏疾病的发病机理有一定的临床意义。     

β-arrestin2在心血管疾病中的研究进展

β-抑制蛋白2(β-arrestin2)是一类具有多种生物学功能的细胞内蛋白质，不仅能够通过与G蛋白竞争性结合G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptor,GPCR)从而负性调控GPCR信号通路，还可通过G蛋白非依赖性途径参与调节多种信号转导通路，对心血管系统的稳定至关重要。此外，β-arrestin2异常的表达与高血压、心力衰竭、心肌缺血再灌注损伤、心室重塑、动脉粥样硬化以及动脉瘤等多种疾病密切相关。因此，本文就β-arrestin2在心血管疾病领域的研究进展进行综述，阐述β-arrestin2结构、功能及其在炎症反应、细胞代谢中的作用和相关分子机制，以期为心血管疾病诊治提供新的思路。     

β2 肾上腺素受体激动剂治疗心衰研究进展

慢性心衰作为发病率和死亡率很高的一种疾病,其主要表现为心脏供血功能下降,无法满足身体需求。β 肾上腺素受体信号通路对 于维持心脏正常生理功能有重要意义,心衰时,β 肾上腺素受体信号通路也发生很大改变。基于对 β 肾上腺素受体信号通路的机制研究, 目前 β1 肾上腺素受体拮抗剂被广泛应用于心衰治疗,但 β2 肾上腺素受体的功能还有争议。综述 β2 肾上腺素受体在心衰过程中作用的研究 进展,提出 β2 肾上腺素受体激动剂联合 β1 肾上腺素受体拮抗剂治疗心衰的策略,旨在为心衰治疗药物的开发提供参考。     

β3 肾上腺素受体在心脏活动调节中的作用

1996年首次发现在人类心室肌组织中存在β3肾上腺素受体（β3-adrenoceptor,β3AR）,可以介导负性变力作用。该受体的结构与功能特性明显不同于β1AR和β2AR,这可能有助于深入了解病理情况下,心脏对儿茶酚胺的异常反应规律。心房中也存在β3AR,其作用尚无定论。心室β3AR主要通过抑制型G蛋白（Gi）-内皮型一氧化氮合酶（eNOS）-一氧化氮（NO）-环-磷酸鸟苷（cGMP）-Ca^2＋通路介导负性变力作用。心衰时,β3AR表达上调,与其偶联的Gi也上调,由于该受体不易脱敏并易被高浓度儿茶酚胺激活,因此该受体介导的负性变力作用可能参与心衰的病理生理机制。     

人趋化因子受体CCR3与β-arrestin相互作用研究

G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptors，GPCRs)主要负责介导细胞内外跨膜信号转导功能，是重要的药物靶点. β-arrestin作为GPCRs行使功能的重要途径之一，其对调节GPCRs信号转导过程有重要意义. 但目前对于β-arrestin如何与GPCRs相互作用并调控其信号转导功能尚不十分清楚.本文以趋化因子受体3(CC chemokine receptor 3，CCR3)为研究对象，构建了β-arrestin与CCR3的共表达体系，利用激光共聚焦荧光成像与荧光共振能量转移（fluorescence resonance energy transfer，FRET）技术研究了β-arrestin与CCR3在活细胞水平的相互作用，利用RNAi和趋化实验考察了β-arrestin对CCR3稳转细胞趋化行为的调控作用，并在体外利用石英晶体微天平（quartz crystal microbalance, QCM）技术测定了β-arrestin突变体（R169E）研究与CCR3之间结合常数. 结果显示，趋化因子CCL11（chemokine C-C motif ligand 11）刺激CCR3表达细胞，会使β-arrestin与CCR3在胞内的距离发生变化，β-arrestin蛋白被募集到细胞膜处，证明β-arrestin参与了CCR3介导的信号转导过程，二者存在显著相互作用. 通过转染β-arrestin-siRNA将β-arrestin沉默后，CCL11、CCL24诱导CCR3稳转细胞迁移数明显降低，而CCL5对CCR3稳转细胞的迁移效率未受到显著影响，表明不同趋化因子对CCR3与β-arrestin相互作用具有不同的调控效果，体外结合实验进一步证实了β-arrestin与CCR3的相互作用，β-arrestin突变体与CCR3的体外结合常数KD为1.35×10-7. 综上所述，β-arrestin可以与CCR3发生相互作用，从而在CCR3介导的细胞跨膜信号转导及细胞趋化过程中发挥着重要作用.     

长期糖尿病大鼠心脏肾上腺素受体及其介导的功能的变化

目的:探讨长期糖尿病大鼠心脏肾上腺素受体(AR)的改变及其与心功能变化之间的关系.方法:采用链脲佐菌素(STZ)注射造成胰岛素依赖性糖尿病大鼠模型,放射配体结合实验和离体左心房收缩功能实验等方法观察心脏AR及功能的改变.结果:与同龄对照大鼠相比,糖尿病大鼠心脏β-AR的最大结合容量(Bmax)下降34%(P<0.05),KD值不变;心脏α1-AR Bmax无显著改变.糖尿病大鼠左心房β-AR介导的最大收缩反应(Rmax)较对照组下降64%(P<0.05);α1-AR介导的最大收缩反应增加36%(P<0.05),pD2值不变.结论:长期糖尿病大鼠心脏β-AR介导的最大收缩反应降低,其可能与β-AR数量减少有关.α1-AR介导的最大收缩反应代偿性增强,其可能与受体后信号转导效应增强有关.     

β-拘留蛋白2的活性调控机制

β-拘留蛋白2(β-arrestin2)是arrestins家族的一个成员,广泛表达于全身组织,其不仅可以调节大多数G蛋白偶联受体(G-protein coupled receptors,GPCRs)的脱敏、内化,还能调节多种非GPCRs的内化,或作为支架蛋白质参与MAPK、PI3K/AKT等信号通路。越来越多的研究发现,β-arrestin2在肿瘤、自身免疫性疾病、纤维化疾病、心血管疾病、代谢性疾病等多种疾病进展过程中表达异常,提示其可能在疾病的病理过程中发挥重要的调控作用。β-arrestin2功能的发挥不仅与其在细胞中的表达水平有关,更依赖于对其活性的调控。但对于β-arrestin2的活性如何被调控,以及其活性如何影响其生物学功能的关注较少。近年来,陆续有研究报道了β-arrestin2可发生磷酸化、泛素化、SUMO化、S-亚硝基化等翻译后修饰,探讨了其翻译后修饰的可能位点,并发现翻译后修饰可影响β-arrestin2的细胞定位、调节受体内吞的作用、β-arrestin2与信号分子的相互作用及下游信号通路,对了解β-arrestin2活性调控在细胞中的作用具有重要意义。本文在介绍β-arrestin2的结构特征及其参与的信号转导通路的基础上,对近年来β-arrestin2的翻译后修饰等活性调节机制的研究进展进行综述,以期为以β-arrestin2为可能靶点的药物开发提供参考。     

高血压糖尿病大鼠心脏肾上腺素受体的改变与心功能变化之间的关系

目的:研究高血压糖尿病大鼠心脏肾上腺素受体(AR)的改变与心功能变化之间的关系.方法:采用左肾动脉缩窄和注射链脲佐菌素制高血压糖尿病大鼠模型,放射配体结合实验和离体左心房收缩功能实验等方法观察心脏AR(β-AR和/或α1-AR)及功能的改变.结果:与正常对照相比,高血压糖尿病大鼠心脏β-AR的最大结合容量(Bmax)增加35%(P＜0.01),KD值不变;且心脏α1-AR的Bmax也显著增加(P＜0.05).高血压糖尿病大鼠左心房与对照相比,β-AR介导的最大收缩反应(Rmax)下降48%(P＜0.01),pD2值不变;α1-AR介导的最大收缩反应也降低41%(P＜0.05),pD2值不变.结论:高血压糖尿病大鼠心脏β-AR和/或α1-AR数量代偿性增加,但其介导的最大收缩反应降低,可能与受体后信号转导效应减弱有关.     

TGF-β/Smads信号转导通路的研究进展

转化生长因子（TGF）-β超家族成员的重要生物学功能正日益引起人们的重视。受体介导的胞内信号转导研究近年有较大进展,特别是Smads蛋白介导的信号转导通路为阐明TGF-β超家族的作用机理提供了一条重要线索。TGF-β/Smads信号的转导受到机体严密的调控,并与其他信号通路存在着广泛的交叉对话效应。综述了对TGF-β/Smads信号转导通路的机制、调控,及其在维持机体正常生理功能和疾病发生中的作用的研究进展。     

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。     

β2肾上腺素受体表达增加对心衰大鼠心肌细胞收缩功能的影响

目的：观察增加β2-肾上腺素受体（β2-AR）的表达对心衰大鼠心肌细胞收缩功能的影响并对其机制进行初步探讨：方法：用大剂量异丙肾上腺素制作大鼠心衰模型,分离培养心衰大鼠心肌细胞,在其上增加β2-AR的表达,westem blot检测心肌细胞β2-AR的表达。测定异丙肾上腺素刺激引起的细胞收缩幅度的改变：结果：心衰组心肌细胞收缩幅度较正常对照组降低（P〈0．01）,增加β2-AR表达可增加心衰组心肌细胞的收缩幅度（P〈0．01,心衰＋Adv．β2组vs心衰组）;选择性β2-AR拮抗剂ICI118,551可部分反转这种效应（P〈0．5,心衰＋Adv,β2＋ICI组讲心衰＋Adv．β2组）,但不能使收缩幅度降到心衰组水平（P〈0．05,心衰＋Adv．β2＋ICI组vs心衰组）.选择性β1—AR桔抗剂CGP20712A可完全阻断β2-AR表达增加的效应结论：增加β2-AR表达,可使心衰的心肌细胞的收缩功能得到改善,这种作用可能与β1-AR有关.