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 monophosphate 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48h,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 48h,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。     

α1-肾上腺素受体激活大鼠心脏腺苷酸活化蛋白激酶

为了验证心脏腺苷酸活化蛋白激酶（AMP-activated protein kinase,AMPK）是否为肾上腺素受体（adrenergic receptor,AR）的下游信号分子,本实验在大鼠心室肌源细胞和大鼠心脏中观察了α-AR对AMPK的激活作用,利用Western blot检测了AMPK-α总蛋白表达量及其172位苏氨酸磷酸化水平。雄性Sprague-Dawley大鼠皮下植入去甲肾上腺素（norepinephrine,NE）,苯肾上腺素（phenylephrine,PE）或者溶剂载体[0．01％（W／V）维生素C]的缓释微泵（osmotic minipump）。NE或PE以每小时0．2 mg／kg的速率持续输注,7 d后用AMPK-α抗体免疫沉淀处理样本并测定AMPK的活性。结果显示,在细胞水平,NE引起的AMPK磷酸化水平增高具有时间依赖和剂量依赖特点, NE处理细胞10 min后AMPK磷酸化水平达到最高峰;NE引起的这种效应对β-AR的拮抗剂普萘洛尔（propranolol）不敏感,但是可以被α1-AR拮抗剂哌唑嗪（prazosin）所阻断。结果提示,α1-AR介导AMPK的磷酸化,但β-AR无此作用。AR激动剂持续灌注7 d后,AMPK的活性在NE（7．4倍）和PE（6．0倍）灌注组较对照组显著增高（P〈0．05,H=6）。PE持续灌注组大鼠与对照组相比无明显的心肌肥厚和组织纤维化变化。本文证明α1-AR激动剂可以增强AMPK的活性,揭示了心脏中α1-AR激动在调控AMPK活性方面的重要作用。深入了解α1-AR介导的AMPK激活可能在心衰治疗中具有重要的临床意义。     

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。     

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.     

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.     

U50488H、哌唑嗪及心得安对去甲肾上腺素诱导心肌肥大的作用比较

目的：观测κ阿片受体激动对去甲肾上腺素诱导心肌肥大的抑制作用,并与哌唑嗪、心得安作用进行比较。方法：结晶紫染色法测心肌细胞增殖程度;Lowry法测心肌细胞蛋白含量;计算机图象分析系统测心肌细胞体积;[3H]-亮氨酸掺入法测心肌细胞蛋白合成。结果：①低血清环境下,NE明显诱导心肌细胞蛋白含量、蛋白合成及体积的增加,但对增殖无影响。②哌唑嗪和心得安单独作用部分抑制NE诱导的心肌肥大;联合作用则完全抑制。③U50488H明显抑制NE诱导的心肌肥大;其抑制程度与哌唑嗪和心得安联合作用类似,明显高于二者单独作用。结论：NE通过激动α1-和β-肾上腺受体途径诱导心肌肥大。κ阿片受体激动显著抑制NE诱导的心肌肥大,这可能与干预α1-AR和β-AR途径有关。     

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掺人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(Bmtax)和解离常数(Kp)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 ll8551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：10．1μmol/L)和对选择性β2-AR拮抗剂ICI 118551的高亲和性(IC50值：0.147μmol/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CGP20812A则无此作用。上述结果提示,在培养心肌成纤维细胞中β-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。     

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。     

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。     

β2-肾上腺素能受体基因的克隆及序列分析

目的:克隆β2-肾上腺素能受体(β2-AR)全长基因片段.方法:根据GenBank中收录的猪β2-AR cDNA序列设计一对引物,以猪肝脏组织总RNA为模板,利用RT-PCR技术扩增目的基因,将其与pUC18载体体外连接,转化感受态大肠杆菌E.coil DH5α,筛选阳性克隆.结果:扩增出一条1257 bp的目的基因片段,该片段编码418个氨基酸.与CenBank中收录的猪β2-AR序列比对,其同源性为99.52%,编码的氨基酸有99.04%相同.结论:成功获得了β2-AR全长基因片段,为该基因的表达和受体筛药模型的建立奠定基础.     

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.     

β_3肾上腺素能受体对大鼠胸主动脉平滑肌舒缩活动的影响及其机制

目的:观察激动β_3-肾上腺素能受体(β_3-AR)对大鼠胸主动脉平滑肌舒缩活动的影响及其可能机制。方法:30 mmol/L高钾生理盐溶液预收缩去内皮大鼠离体胸主动脉后,观察β_3肾上腺素能受体激动剂BRL37344(BRL)对主动脉舒缩活动的影响。用SR59230A(SR)、普萘洛尔(Pra)、L-NNA、H-89以及Iberiotoxin(IBTX)预孵主动脉平滑肌,探讨其可能存在的作用机制;应用免疫组织化学法,观察β_3-AR在大鼠胸主动脉的分布。结果:1BRL对预收缩的去内皮大鼠胸主动脉产生显著的舒张作用,舒张百分比为(10.59±0.79)%;2大鼠胸主动脉组织切片中可以观察到β_3-AR在内皮和平滑肌层都有表达;3给予Pra后,BRL对血管的舒张百分比无显著性变化;SR能明显拮抗BRL的血管舒张作用;4用L-NNA阻断NOS或者H-89抑制PKA后,BRL对血管的舒张作用有不同程度的减弱;5 IBTX阻断大电导钙依赖性钾通道后,BRL对血管的舒张作用减小。结论:激动β_3-AR产生血管舒张作用,平滑肌β_3-AR的作用与NOS以及PKA信号转导途径有关,是通过影响大电导Ca~(2+)依赖性钾通道(BK通道)来实现的。     

慢性心功能不全大鼠心脏和血淋巴细胞β-肾上腺素受体的改变

在主动脉与肾动脉缩窄造成的慢性心功能不全大鼠,血浆儿茶酚胺浓度增高;心脏β-肾上腺素受体(β-AR)数量增加,其中β_1-AR及其mRNA增加,而β_2-AR及其mRNA不变;左心房异丙基肾上腺素(ISO)浓度-收缩效应曲线右移;而心肌ISO浓度-cAMP蓄积曲线无显著改变;血淋巴细胞β-AR数量显著减少.结果提示心功能不全时心脏β_1-AR数量增多,但其介导的正性变力效应反而降低,在cAMP生成以后的信号转导过程或心肌收缩成分功能存在障碍,而血淋巴细胞β-AR的改变与心脏β-AR的功能改变平行.     

蛇毒合成的信号通路

蛇毒液产生的周期分为活跃期和静息期两个阶段,在这两个阶段中毒腺分泌细胞的形态学和生物化学方面存在着许多不同。蛇咬物排毒或人工取毒后其释放的去甲肾上腺素(noradrenaline,NE)是分泌细胞中合成毒液所必需的,其中分泌细胞的α肾上腺素能受体(α-adrenoceptor,α-AR)和β肾上腺素能受体(β-adrenoceptor,β-AR)参与了这个过程。本文简要介绍在毒液产生周期的不同阶段中分泌细胞的变化,重点阐述了刺激α-AR和β-AR在引起毒液合成开始时所介导的相关细胞信号通路。最后简单探讨了其它刺激蛇毒腺引起毒液产生的可能因素及其调控机制。     

缺血预处理通过β2-肾上腺素受体保护心肌细胞收缩功能

本文旨在探讨缺血预处理(ischemic preconditioning, IP)对缺血/再灌注(ischemia/reperfusion, I/R)损伤心脏的保护机制,从细胞和受体水平研究β2-肾上腺素受体(β2-adrenoreceptor, β2-AR)是否参与了IP对I/R损伤心脏的保护作用.Sprague-Dawley大鼠随机分为单纯I/R组(对照组)、IP组、短暂异丙肾上腺素(isoproterenol, ISO)处理组、IP ICI118551组、ISO ICI118551组和ICI118551组.除对照组外,其它各组大鼠处理后均行缺血30min/复灌30min.记录心脏收缩期左心室内压上升的最大变化速率( dp/dtmax)、舒张期左心室内压下降的最大变化速率(-dp/dtmax)及左心室内压差(difference of left ventricular pressure, ΔLVP,左心室收缩压-左心室舒张压).测定冠状动脉流出液乳酸脱氢酶(1actate dehydrogenase, LDH)含量.进一步酶解分离心脏,获得单个心室肌细胞,测定其存活率和收缩功能.结果显示,IP和ISO组±dp/dtmax、ΔLVP较对照组增高;心肌细胞存活率和收缩幅度也显著升高;收缩时间(time-to-peak contraction, TTP)缩短;冠状动脉流出液LDH含量减少.选择性β2-AR拮抗剂ICl118551阻断IP和ISO的作用.各组间心肌细胞舒张50%时间(time-to-50% relaxation, R50)和舒张100%时间(time-to-100% relaxation, R100)均无明显差异.结果提示,β2-AR可能在IP对I/R损伤心脏的保护作用中发挥重要作用.     

β_1-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24h致心肌细胞损伤,采用Westernblot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(P0.01);转染β1-AR基因并用ISO损伤的心肌细胞内β1-AR蛋白含量亦明显增加(P0.01)。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(P0.01);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(P0.01)。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(P0.05),ISO损伤的心肌细胞收缩幅度明显下降(P0.01);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。     

氟烷对慢性缺氧兔心肌β肾上腺素能受体的影响

用放射配基结合法和高效液相色谱电化学法分别测定氟烷对慢性缺氧免心肌β肾上腺素能受体（简称β受体）和血浆儿茶酚胺的影响。结果表明：慢性缺氧后兔心肌β受体密度明显下降,受体亲和力无明显变化,血浆肾上腺素、去甲肾上腺素明显升高。缺氧吸入氟烷后兔心肌β受体密度进一步下降,亲和力增加,血浆肾上腺素、去甲肾上腺素无进一步变化。常氧吸入氟烷后心肌β受体密度无明显变化,亲和力升高,血浆肾上腺素、去甲肾上腺素反而降低。结果提示,氟烷抑制常氧兔交感神经活动而不能抑制缺氧兔交感神经活动,氟烷不改变常氧兔心肌β受体密度,但降低缺氧兔心肌β受体密度。β受体密度降低与缺氧后升高的儿茶酚胺下调β受体数目有关,同时可能与氟烷改变了缺氧心肌细胞膜脂质流动性使受体易向膜内移动有关。     

α2-肾上腺素受体介导大鼠主动脉收缩的特性

为阐明功能性α2-肾上腺素受体(α2-AR)的特性及其与α2-AR的相互关系,以离体大鼠主动脉为模型,进行收缩功能实验.发现在大鼠主动脉中,α2-AR和α2-AR均可介导其收缩效应并以α1-AR的作用为主.α1-AR可增强α2-AR介导的收缩效应,而α2-AR则对α1-AR介导的收缩效应无影响.在不可逆阻断α1-AR而保留α2-AR的条件下,α2-AR介导的缩血管效应消失,仅在阈值浓度的KCl在下才能显示,且收缩幅度较对照显著降低.结果表明,在离体大鼠主动脉中存在功能性α2-AR,α2-AR的缩血管作用依赖于α1-AR的激动,其最大收缩反应远远小于α1-AR.     

安心酮对心血管系统作用的实验研究

目的研究安心酮（麻黄苯丙酮,Ｏｘｙｆｅｄｒｉｎｅ）对心脏血流动力学、冠脉流量和急性心肌缺血的药理效应方法观察药物对大鼠离体灌流心脏和在体狗心脏血流动力学、冠脉流量和心肌缺血的影响结果安心酮在一定的剂量范围内明显地增强心肌收缩力和对抗戊巴比妥所致的心力衰竭。但是,高剂量的安心酮可导致心功能抑制,使心肌收缩力和血压降低,β受体阻断剂可阻断其对心脏的激动作用,而安心酮又可拮抗异丙肾上腺素对心脏的兴奋作用。因此认为,本品可能是一种β受体部分激动剂。此外,安心酮可明显增加冠脉流量,减轻结扎冠状动脉引起的心肌梗死,以及拮抗高剂量的脑垂体后叶素所致的急性心肌缺血,这些作用可能是激动血管β２受体、选择性扩张冠脉和降低心肌耗氧量的结果结论安心酮明显地增强心肌收缩力、增加冠脉流量和改善心肌缺血。     

心衰大鼠心肌细胞β2-AR的表达与心功能改变的关系及机制

目的:探讨慢性心衰大鼠心肌细胞β2肾上腺素能受体(β2-AR)的表达变化,过表达β2-AR后心肌细胞收缩功能的改变及其可能机制.方法:通过腹主动脉缩窄术建立大鼠慢性心力衰竭(CCF)模型并采用胶原酶消化法分离心衰大鼠心肌细胞.转染携带β2-AR目的基因的重组腺病毒,通过免疫印迹方法检测正常细胞和心衰细胞β2-AR蛋白表达的变化,采用单个细胞动态边缘检测系统测定其收缩功能的改变.结果:与正常细胞相比,心衰时β2-AR蛋白的表达没有变化,转染β2-AR基因则使之表达增加(P＜0.05).与正常组相比,心衰组的基础收缩明显降低(3.955±1.684%vs5.472±2.918%,P＜0.01);过表达β2-AR逆转了心衰心肌细胞的基础收缩(5.882±2.208%vs3.955±1.684%,n=60,P＜0.01),但不影响心衰心肌细胞的最大收缩(9.366±2.646%vs9.066±3.509%).结论:心衰时大鼠心肌细胞BrAR的表达不变,但是其基础收缩功能降低,而β2-AR的过表达则能够改善心衰细胞的基础收缩功能.