环核苷酸与心脏功能的神经调节

心脏接受交感与副交感双重植物性神经支配,二者分别通过其末梢释放去甲肾上腺素(NE)和乙酰胆碱(ACh)等神经递质,并由它们作用于心肌细胞膜上相应的β和M受体而引起心肌发生一系列电的、代谢的和机械的变化,从而产生四种相互拮抗的作用(变时性、变力性、变兴奋性、变传导性)。因为心脏神经分布以交感神经占优势,所以心脏在很大程度上受NE与β受体相互反应的控制。自从Sutherland等发现了环核苷酸这一类重要的细胞内调节物质后,对心脏神经调节的认识便向亚细胞水平和分子水平深入了一步。     

刺激蓝斑对心肌收缩力及肾交感神经放电的影响

在64只麻醉及人工呼吸的猫,观察到电刺激蓝斑(LC)能引起血压升高、心率加快,左心室收缩压升高,左心室内压最大变化率增加及肾交感神经放电(RNA)显著地增加。去缓冲神经对电刺激 LC 所引起的上述指标的增加幅度无明显影响,但可明显延长血压反应升高相以及血压恢复期的时间。LC 内微量注射谷氨酸钠可使血压下降,心率减慢,左室收缩压和左室内压最大变化率亦降低。LC 内注射海人酸,也能引起减压反应。而注射海人酸3h 后,使LC 神经元发生变性或去极化阻断时,再电刺激 LC 仍能引起明显的升压反应。以上结果表明,电刺激 LC 可使血压升高、心肌收缩力及肾交感神经放电增加,而 LC 内微量注射胞体兴奋剂则可降低血压、心率及心肌收缩力,说明电刺激 LC 引起的加压反应可能主要是兴奋了过路纤维所致,而 LC 本身神经元的兴奋引起的是减压反应。     

2'-'5-三腺苷酸对巨噬细胞腺苷酸环化酶和cAMP-磷酸二酯酶活性的影响

1989年,我们曾首次证实干扰素作用介导物pppA2＇p5＇A2＇p5＇A(2＇-5＇-三腺苷酸,2＇-5＇P_3A_3)能引起巨噬细胞中cAMP,cGMP水平升高,表明这两种环核苷酸在传递干扰素信息中起着重要作用。在上述研究的基础上,本研究观察了2＇-5＇P_3A_3对腺苷酸环化酶(AC)和cAMP-磷酸二酯酶(cAMP-PDE)两种酶的活性影响,结果发现,1×10~(-6)mol/L的2＇-5＇P_3A_3可显著增加AC的活性,而对cAMP-PDE活性沒有显著影响,这说明2＇-5＇P_3A_3引起的细胞内cAMP水平的升高是由于激活AC而使其生成增多,而不是抑制cAMP-PDE而使其降解减少的结果。     

钙调蛋白的构效关系及其与药物的相互作用

钙调蛋白(calmodulin,CaM)作为环核苷酸磷酸二酯酸(PDE)的内源性活化因子,于六十年代后期由张怀耀首先发现,它是细胞内Ca~(2+)的重要受体,与Ca~(2+)结合后发生构象变化而激活,又调节着细胞内Ca~(2+)的浓度。它不具有酶的活性,却能通过激活细胞内广泛的酶谱,调控细胞的基本功能。二价阳离子竞争性地取代Ca~(2+)的结合后能影响CaM活性,组织内还存在有CaM的内源性抑制因子,竞争性地与CaM结合而抑制CaM的活性。CaM与靶酶的相互作用也能被很多药物所抑制,这或许与药物的作用机制有关。     

大鼠脊髓中的α受体在减压反射和失血性休克中的作用

大鼠脊髓蛛网膜下腔注射α激动剂可乐宁1μg,引起血压降低、心率减慢及腹腔神经节后交感神经干放电抑制。应用α阻断剂酚妥拉明阻断脊髓内源性 NE的作用,可部分抑制血压升高时反射性的心率减慢和交感神经放电抑制反应,使压力感受器反射的敏感性降低。在颈动脉放血造成不可逆性失血性休克的动物,脊髓蛛网膜下腔注射酚妥拉明可使动脉血压有一定程度的回升。以上结果表明,由脊髓α受体调制的心血管抑制效应参与减压反射以及失血性休克的发病机制。     

脑室注射氨茶碱或咪唑对大鼠电针镇痛的影响

我们曾经报道,给大鼠脑室注射 cAMP,外源性地提高脑内 cAMP 水平,引起大鼠的电针镇痛效应显著减弱,并有明显的剂量效应关系。已知裂解 cAMP 的磷酸二酯酶(PDE)抑制剂茶碱能提高脑内 cAMP 含量,而 PDE 激活剂咪唑则能降低脑内 cAMP 水平。因此本文用脑室注射 PDE 抑制剂氨茶碱或 PDE 激活剂咪唑的方法以图改变中枢内源性 cAMP 的水平时对电针镇痛的影响。结果表明氨茶碱能拮抗电针镇痛,而咪唑则对电针镇痛有加强作用。这与外源性注射 cAMP 的结果一致,说明脑内 cAMP 可能是对抗电针镇痛的一个重要因素。     

雌激素的心脏保护作用——与β1-肾上腺素受体的相互作用及其信号通路

雌激素是女性体内主要的类固醇性激素。对于心肌缺血性伤害,切除卵巢的成年雌性大鼠在β-肾上腺素受体激动时,比正常雌性大鼠呈现更严重的心肌损伤：而去卵巢后的雌激素替补组大鼠对β-肾上腺素受体激动时心肌缺血性伤害的反应则又回复到正常雌性大鼠水平,这为雌激素对抗缺血性伤害的心脏保护作用提供了证据。雌激素的这种保护作用是通过下调β1-肾上腺素受体的表达来实现的。也有研究证明,雌激素能抑制蛋白激酶A（protein kinaseA,PKA）的表达和活性,PKA是Gs蛋白／腺苷酸环化酶（adenylyl cyclase,AC）／cAMP／PKA通路的第二信使,而该通路最终影响心肌的收缩功能。有初步证据表明雌激素还能抑制β1-肾上腺素受体通路下游的另一种第二信使钙调蛋白激酶Ⅱ．δc（Ca^2＋/calmodulin kinaseⅡ-δc,CaMKⅡ-δc）的活性,而CaMKII-δc参与PKA非依赖性的细胞凋亡。即时给予生理浓度雌激素可不通过雌激素受体而直接抑制心肌β1-肾上腺素受体并减弱Ca^2＋内流。此外,脑研究也显示雌激素能抑制负责调节动脉血压脑区的β1-肾上腺素受体活性。因此,雌激素和β1-肾上腺素受体之间的相互作用及其信号通路十分复杂。雌激素不仅主导性别决定,在机体其它功能例如心脏保护方面也具有重要作用。     

血红素对一些黄酶的抑制作用

血红素对一些黄酶都具有强烈的抑制作用,并且血红素过老化以后对一些黄酶活力的抑制程度因受体不同而有显著差别。在相同的抑制剂浓度下,心肌制剂琥珀酸及NADH氧化酶系中以氧气、细胞色素c和PMS为受体时的活力没有影响,但对以正铁氰化钾、DGPIP和细胞色素b为受体时的活力则有明显抑制。对水溶性琥珀酸脱氢酶、黄递酶和NADH-细胞色素c还原酶以不同受体进行反应时的抑制情况也与上述结果相似,说明抑制作用点直接与琥珀酸脱氢酶及NADH脱氢酶有关。老化血红素对黄嘌呤氧化酶的抑制作用不同,它不影响DCPIP为受体时的活力而却抑制细胞色素c的还原。老化血红素对胆硷氧化酶系及α-甘油磷酸氧化酶系的抑制行为与NADH及琥珀酸氧化酶系相似,看来胆硷和α-甘油磷酸脱氢酶可能也都是黄酶。老化血红素对以上黄酶的抑制都是可逆的,并且从检查6个酶系的结果知道这些抑制皆属竞争性类型。     

雌激素的心脏保护作用——与β1-肾上腺素受体的相互作用及其信号通路

雌激素是女性体内主要的类固醇性激素.对于心肌缺血性伤害,切除卵巢的成年雌性大鼠在β-肾上腺素受体激动时,比正常雌性大鼠呈现更严重的心肌损伤;而去卵巢后的雌激素替补组大鼠对β-肾上腺素受体激动时心肌缺血性伤害的反应则又回复到正常雌性大鼠水平,这为雌激素对抗缺血性伤害的心脏保护作用提供了证据.雌激素的这种保护作用是通过下调β1-肾上腺素受体的表达来实现的.也有研究证明,雌激素能抑制蛋白激酶A(protein kinase A,PKA)的表达和活性,PKA是Gs蛋白/腺苷酸环化酶(adenylyl cyclase,AC)/cAMP/PKA通路的第二信使,而该通路最终影响心肌的收缩功能.有初步证据表明雌激素还能抑制β1-肾上腺素受体通路下游的另一种第二信使钙调蛋白激酶Ⅱ-δc(Ca2+/calmodulin kinase Ⅱ-δc,CaMKⅡ-δc)的活性,而CaMKⅡ-δc参与PKA非依赖性的细胞凋亡.即时给予生理浓度雌激素可不通过雌激素受体而直接抑制心肌β1-肾上腺素受体并减弱Ca2+内流.此外,脑研究也显示雌激素能抑制负责调节动脉血压脑区的β广肾上腺素受体活性.因此,雌激素和β1-肾上腺素受体之间的相互作用及其信号通路十分复杂.雌激素不仅主导性别决定,在机体其它功能例如心脏保护方面也具有重要作用.     

海马内微量注射褪黑素的免疫调节及机制研究

本文采用海马内微量注射褪黑素（ｉｈ,ＭＴ）的技术,发现ｉｈＭＴ具有明显的免疫调节作用。进一步发现,ｉｈ ＭＴ能提高海马内去甲肾上腺素水平,通过α２受体,交感神经系统调节免疫功能。本研究还发现,脾功能能产生ＭＴ,脾细胞中可能存在着ＭＴ合成的关键酶。ｉｈＭＴ能通过交感神经系统去甲肾上腺素能神经,促进脾细胞产生ＭＴ,由此诱导β－Ｅｎｄ调节免疫功能,ｉｈＭＴ还能通过海马去甲肾上腺素作用α２受体,反馈抑制松     

氨茶碱与柠檬酸盐协同作用促进环磷酸腺苷发酵生产

目的: 探究通过抑制磷酸二酯酶活性促进cAMP发酵合成的工艺方法。方法: 在7 L发酵罐上进行添加氨茶碱的发酵实验,通过对发酵主要参数、关键酶活性、能量代谢水平等进行分析,针对性提出了氨茶碱与柠檬酸盐协同作用促进cAMP合成的发酵工艺。结果: 与对照相比,添加5 mg/L氨茶碱批次的cAMP产量提高25.9%,副产物腺苷浓度减少41.6%,两批次中腺苷酸环化酶和琥珀腺苷酸脱氢酶活性无显著改变,而磷酸二酯酶和5'-核苷酸酶活性明显下降。能量代谢分析结果表明,两批次的胞内ATP/AMP相比于对照批次明显降低,而AMP水平却显著上升,ATP合成水平成为限制产物积累的主要因素。氨茶碱与柠檬酸盐协同添加的cAMP发酵工艺中,cAMP产量达到4.48 g/L,比单独添加柠檬酸钠和氨茶碱分别提高22.1%和13.8%,副产物腺苷浓度仅为0.98 g/L,分别降低51.7%和25.3%。结论: 氨茶碱抑制了磷酸二酯酶和5'-核苷酸酶活性,减少cAMP分解和副产物合成,显著提高cAMP产量,然而ATP合成水平成为产物积累的限制因素。氨茶碱与柠檬酸盐协同添加工艺将抑制磷酸二酯酶活性和提高能量代谢水平相结合,进一步促进了产物发酵合成。     

卵母细胞第一次减数分裂的阻滞和恢复

哺乳动物卵母细胞第一次减数分裂阻滞期间,来自卵母细胞的Gs-GPR-ADCY诱导环磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate, cAMP)的生成,升高卵母细胞内cAMP的水平。颗粒细胞中的C型利钠肽(natriuretic peptides C, NPPC)和肌苷-5'-磷酸脱氢酶(inosine-5′-monophosphate dehydrogenase, IMPDH)调节卵丘颗粒细胞中环磷酸鸟苷(cyclic guanosinc monophosphate, cGMP)的生成,cGMP进入卵母细胞抑制cAMP-磷酸二酯酶(cAMP-phosphodiesterase, cAMP-PDE)活性,升高cAMP浓度,并使细胞质成熟促进因子(maturation promoting factor, MPF)处于非活化态,最终诱导了减数分裂阻滞在双线期。促黄体素(luteinizing hormone, LH)峰的出现一方面降低了壁颗粒细胞中NPPC的水平,另一方面激活了卵丘颗粒细胞丝裂原活化蛋白激酶3/1 (mitogen-activated protein kinase3/1, MAPK3/1),两者均降低了卵母细胞中cGMP的浓度,促进cAMP水解,使得MPF处于活化态,最终诱导了减数分裂恢复。该综述将探讨这两种环核苷酸如何通过阻断或启动减数分裂过程来调节卵母细胞成熟,并对未来的研究提供一定的见解。     

雌激素通过调节Gα_s-cAMP通路减轻异丙肾上腺素导致的大鼠心肌损伤

本研究旨在通过给予去卵巢大鼠异丙肾上腺素制作心肌损伤及心功能异常模型,探讨雌激素通过调节兴奋性G(Gαs)蛋白-环磷酸腺苷(cAMP)信号通路纠正儿茶酚胺导致的心功能异常的机制。观察雌激素对大鼠血流动力学参数:左心室收缩峰压(LVSP)、左心室舒张末压(LVEDP)、左心室内压上升的最大变化速率(+dp/dtmax)、左心室内压下降的最大变化速率(-dp/dtmax),血浆脑尿钠肽(brain natriuretic peptide,BNP),cAMP浓度和心肌中Gαs蛋白表达的影响。结果显示:与假手术组相比,去卵巢大鼠的血流动力学参数、血浆BNP水平、血浆cAMP水平没有显著改变;但给予去卵巢大鼠异丙肾上腺素后,血流动力学参数LVSP、+dp/dtmax降低(P0.01),LVEDP、-dp/dtmax升高(P0.01),血浆BNP水平升高(P0.01),血浆cAMP水平降低(P0.01);而进一步的雌激素补充则改善了心功能:LVSP、+dp/dtmax升高(P0.01),LVEDP、-dp/dtmax降低(P0.05,P0.01),血浆BNP水平降低(P0.01),cAMP水平升高(P0.01);雌激素对Gαs蛋白表达没有显著影响。结果提示:雌激素对心肌损伤具有保护作用,升高cAMP水平,改善心肌收缩过度抑制,调节心脏的功能状态。     

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。     

注射依赖cAMP的蛋白激酶催化亚基加速胚胎内细胞间连接通讯的发育(英文)

本研究以爪蟾胚胎内胚层细胞间连接通讯发育的时程为指标,观察了cAMP和依赖cAMP的蛋白激酶催化亚基对这一发育的影响。将依赖cAMP的蛋白激酶催化亚基注射入爪蟾胚胎四细胞期的每一个细胞可使该胚胎内胚层细胞间连接通讯的发育明显加快,提示在正常状态下这一发育的进程是受细胞内依赖cAMP的磷酸化水平的制约。但用双丁酰cAMP和磷酸二酯酶抑制剂对胚胎进行培育,或将cAMP和磷酸二酯酶抑制剂注射入胚胎细胞,对这一发育并无影响,可能是由于这些胚胎细胞内依赖cAMP的蛋白激酶的实际有效含量较低而cAMP含量较高所致。注射这种蛋白激酶催化亚基所诱导的胚胎细胞间连接通讯在注射后约8.5小时出现。这一时间比前人在哺乳动物细胞培养中用cAMP或必需的信使RNA诱导出细胞间连接通讯所需要的时间(2—4小时)长得多,提示在胚胎中依赖cAMP的磷酸化对细胞间连接通讯发育的作用是从RNA转录的水平上开始的。     

不同信号分子参与M胆碱能受体激动剂对不同胚胎发育阶段小鼠心肌细胞起搏电流的调控

应用全细胞膜片钳技术,研究了M胆碱能对不同孕期的胚胎小鼠心肌细胞的起搏电流(If)的调节。我们发现,在胚胎发育的早期阶段,M胆碱能受体激动剂(muscarinic agonist carbachol,CCh)明显抑制If,但在胚胎发育的晚期阶段,CCh对If的抑制作用消失。腺苷酸环化酶(adeinylate cyclase,AC)激动剂毛喉素Forskolin和非选择性磷酸二酯酶(PDE)抑制剂IBMX均可增强发育早期阶段和晚期阶段的If。但有趣的是,尽管,Forskolin和IBMX可增加基础If,它们对CCh抑制的If的作用却大不相同。在胚胎发育的早期阶段,Forskolin不能拮抗CCh对If的抑制作用,但IBMX可以。在发育的中期阶段Forskolin可以拮抗CCh的抑制作用,但IBMX不可以。因此,我们推断,CCh可能是通过调控细胞内的CAMP水平来调节If的。但是在胚胎发育的早期阶段和中期阶段,CCh可能通过不同的信号转导通路来实现对胞内cAMP的水平调控。在发育的早期阶段,CCh主要是通过增强PDE的活性,加速cAMP的降解而实现对f的调控。而在发育的中期阶段,CCh则主要通过与AC耦联,抑制其活性,通过减慢cAMP的合成而实现对If的调控。     

延髓中缝核区注射谷氨酸钠降低大鼠动脉血压的作用

本工作研究了大鼠延髓中缝核在心血管活动调整中的作用。通过埋植套管向大鼠延髓中缝核区注射神经元兴奋剂谷氨酸钠5-μg可明显降低血压,抑制交感神经传出活动,心率无显著改变。降血压效应可被脊髓蛛网膜下腔注射5-HT受体阻断剂肉桂硫胺50μg,或腹腔注射赛庚啶15mg/kg所部分对抗;并可被皮下注射阿片受体阻断剂纳洛酮1mc/kg所削弱。结果提示:延髓中缝核-脊髓5-HT下行通路对脊髓的血管调节功能起抑制性影响,内源性阿片样物质可能参与该机制。     

两种3’,5’---环核苷酸磷酸二酯酶的制备

3’,5’-环核苷酸磷酸二酯酶[EC3·1·4·17](以下简称PDE)首先从牛心中分离得到。PDE在生物体中有重要功能,它水解环核苷酸为5’-核苷酸,与核苷酸环化酶共同维持细胞内环核苷酸水平。根据性质不同,PDE可分为多种形式。其中主要的两种为:依赖于 ca~(2+)的PDE,可以被钙调节蛋白     

15甲基前列腺素F_(2α)对兔卵巢环磷酸腺苷和孕酮含量的影响

于假孕第7天的家兔,分別静脉注射15-甲-PGF_(2α)、HCG、HCG 15-甲-PGF_(2α),茶碱,茶碱 15-甲 PGF_(2α),观察用药后卵巢内 cAMP 和孕酮含量的变化。结果表明15-甲-PGF_(2α)能使卵巢内孕酮相 cAMP 含量明显下降,HCG 能促进孕酮合成,使卵巢内孕酮和cAMP 含量增加。HCG 和15-甲-PGF_(2α)联合应用则卵巢中孕酮和 cAMP 的含量与对照组比较均无显著差别,这表明15-甲-PGF_(2α)对 HCG 增加细胞内 cAMP 含量和促进孕酮合成均有颉颃作用,以上结果提示15-甲-PGF_(2α)的溶黄体作用与降低卵巢内 cAMP 水平是相关的。注射茶碱后卵巢内 cAMP 和孕酮含量均较对照组显著增加,茶碱是磷酸二酯酶抑制剂,表明茶碱增高孕酮的合成可能与提高卵巢细胞内 cAMP 水平是有关的,也表明磷酸二酯酶促进 cAMP转变为5′AMP 的过程也参与假孕兔卵巢孕酮合成的调节。茶碱与15-甲-PGF_(2α)合并应用后卵巢中 cAMP 和孕酮含量均不增加,与对照组比较无明显差別,表明15-甲-PGF_(2α)有颉颃茶碱使卵巢细胞内 cAMP 含量增加和促进孕酮合成的作用,实验结果进一步支持了15-甲-PG-F_(2a)溶黄体作用机制可能与细胞内 cAMP 水平降低有关。     

脑室注射P物质对大鼠血压、心率及交感传出活动的影响

给乌拉坦麻醉六鼠侧脑室注射P物质(SP)10μg,引起动脉血压、心率和内脏交感神经放电增加。同样剂量的SP静脉注射后却引起血压降低。阿托品预处理不影响SP的开心率作用。预先脑室注射0.25,4,64μg阿片受体拮抗剂纳洛酮,对SP的升压效应有剂量依赖式对抗作用。以上说明脑室注射SP 引起的血压升高是交感神经活动增强,导致心率加快及外周血管紧张性增加的结果,并提示SP的中枢升压效应可能与脑内释放内源性阿片样物质有关。