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。     

过表达β 2-AR对心衰大鼠心肌细胞的保护作用及相关信号转导通路

目的:检测过表达β 2-AR蛋白的慢性心衰大鼠心肌细胞内与细胞存活相关蛋白的表达变化,探讨过表达的β 2-AR对心衰大鼠心肌细胞的保护作用的分子信号机制.方法:通过腹主动脉缩窄术建立大鼠慢性心力衰竭(HF)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β 2-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内Gi-PI3K-Akt信号通路上关键蛋白的表达变化.结果:与正常大鼠心肌细胞相比,β 2-AR过表达促进了胞内Akt磷酸化水平的增加,而使得凋亡效应因子Caspase-3的激活减少(p＜0.05).结论:心衰大鼠心肌细胞过表达β 2-AR后,增加的B 2-AR通过Gi-PI3K-Akt信号对心肌细胞产生了保护作用.     

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。     

心肌肥厚过程中PKC的双刃剑作用

在慢性压力超负荷致心肌肥厚过程中,蛋白激酶C(PKC)是促心肌细胞肥大信号转导通路上的关键分子。心肌中PKC存在多种异构体,其各自的功能与作用尚不清楚。借助于PKC的选择性激动剂与抑制剂、腺病毒转染或转基因模型的研究表明,不同种属心肌中共同拥有的PKC有四种,它们的作用分别为:PKCε、PKCβ与PKCδ均可独立介导心肌细胞肥大,相互间能发挥代偿作用;激活PKCα与PKCβ亦可导致心肌收缩性能降低,相反,激活PKCε可增强心肌收缩性能。PKC的这种既可促进心肌发生代偿性肥厚,又可降低心肌收缩性能而引起失代偿的双重作用,在肥厚心肌向心衰转化过程中值得关注。     

增加Gi和β2AR表达对异丙肾上腺素损伤的大鼠心肌细胞存活的影响

目的：观察增加β2肾上腺素受体（β2AR）和抑制性G蛋白（Gi）基因的表达是否可改善长期异丙肾上腺素（ISO）刺激引起的心肌细胞死亡。方法：用腺病毒作载体,在培养的心肌细胞增加β2AR和Gi基因的表达;然后在培养基中加入5μmol/L的异丙肾上腺素以损伤心肌细胞,24h后记数各组细胞的存活率。结果：β2AR和Gi表达增加,对正常培养的大鼠心肌细胞的死亡率均没有影响,但能够减少异丙肾上腺素损伤引起的细胞死亡。这种作用可分别被β2AR选择性阻断剂ICI118,551和Gi阻断剂百日咳毒素（PTX）所阻断。结论：增加β2AR或Gi基因的表达,对异丙肾上腺素损伤的心肌细胞有保护作用。     

PPAR-α对心肌肥大的调控作用及与PI3K/Akt/mTOR通路的关系

目的:研究过氧化物酶体增殖物激活受体-α(PPAR-α)对心肌细胞肥大的调控作用及其与PI3K/Akt/m TOR通路的关系。方法:异丙肾上腺素(ISO)诱导心肌细胞肥大;Leica图像分析软件测量心肌细胞表面积;qRT-PCR方法检测心房钠尿肽(ANP)、β-肌球蛋白重链(β-MHC)、PPAR-αmRNA表达;Western blot检测Akt、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(m TOR)、P70S6K蛋白表达;PPAR-αRNAi抑制PPAR-α的表达。结果:1心肌细胞肥大时,PPAR-α表达显著下降;非诺贝特(Feno)可上调PPAR-α表达,抑制心肌细胞肥大;Feno对心肌细胞肥大的抑制效应可被PPAR-αRNAi所逆转;2Feno能明显抑制ISO诱导的心肌细胞p-Akt、p-m TOR和p-p70S6K蛋白表达的增加;Feno的上述作用可被PPAR-αRNAi所逆转;3PI3K抑制剂LY294002(LY)或m TOR抑制剂雷帕霉素(RAPA)均能明显抑制心肌细胞肥大,LY或RAPA抑制心肌细胞肥大的效应均可被PPAR-αRNAi所取消。结论:PPAR-α通过负性调控抑制心肌细胞肥大。PPAR-α抑制心肌细胞肥大的作用可能与其抑制PI3K/Akt/m TOR信号通路有关。     

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.     

NF-κB在病理性心肌肥厚发生发展中作用的研究进展

NF-κB是一种重要的核转录因子,在TNF、IL-1等因子的刺激下通过上调HIF-1α、IL-1β、IFN-γ等的表达来调节细胞增殖、凋亡、炎症、免疫应答等病理生理过程。近年来已有大量研究表明NF-κB的激活与病理性心肌肥厚的发生密切相关。病理性心肌肥厚是指由于病理性刺激如血流动力学超负荷、心肌细胞损伤等导致的心肌肥厚,是心血管疾病发生过程中的一种重要病理生理表现。本文重点阐述了NF-κB在病理性心肌肥厚发展过程中的作用以及相关的信号通路和分子机制,为心血管疾病的临床治疗提供新思路。     

心肌JAK-STAT信号通路的研究进展

JAK-STAT信号通路介导心肌细胞的生长、存活和凋亡,并参与血管生成的调节,在心脏疾病的发生机制中发挥重要作用。压力负荷导致的心肌肥大、心力衰竭、缺血预处理诱导的心肌保护,以及缺血-再灌注引起的心功能障碍,都与这一信号通路密切相关。血管紧张素Ⅱ(ANGⅡ)与JAK-STAT信号通路相互作用加重缺血性心肌损伤;激活gpl30-STAT3信号通路对心力衰竭和缺血性心脏病的防治具有重要意义。     

微小RNAs在心力衰竭炎症机制中作用的研究进展

微小RNA是一组高度保守的长度约22个核苷酸非编码RNA,通过靶定相应的互补序列导致信使RNA的沉默,下调或者抑制翻译以调节基因和蛋白的表达。心力衰竭进程中存在慢性炎症激活和microRNA的异常表达,其中TLR4通路和NF-κB通路被广泛研究和认同,炎症因子如IL-1、IL-6、TNF-α参与心力衰竭的炎症激活过程,并且可以通过多种通路导致心肌细胞肥大,纤维化及凋亡,炎症因子激活、炎症通路中间因子及疾病进展形成复杂的病理网络,最终导致心肌功能紊乱和减退;microRNA可通过部分结合mRNA靶定部分在转录水平上抑制蛋白合成,参与心力衰竭炎症通路的整个过程,这一调节机制在心肌肥大、心力衰竭等多种心脏疾病中的作用逐渐被阐明。本文旨在总结微小RNAs在心力衰竭炎症机制中作用的研究进展,寻找微小RNA与心力衰竭中炎症激活过程的联系。     

中药干预慢性心力衰竭心肌细胞凋亡的研究进展

心肌细胞凋亡是心力衰竭的重要病理变化,是心衰从代偿走向失代偿的转折点.中药在调控心衰心肌细胞凋亡中发挥着重要作用,已成为现阶段的研究热点.中药主要通过调控相关凋亡因子及信号通路(线粒体信号通路、死亡受体信号通路、内质网信号通路、Hippo通路、Bcl-2家族、caspase家族、p53等),发挥抑制心肌细胞凋亡的作用,...     

MLP参与心肌肥大发生过程与Calcineurin/NFAT信号通路有关

心肌肥大是心肌细胞面对多种病理刺激时的共同反应,以心肌细胞体积增大和胚胎期基因的重新表达为标志.心肌发育调控基因肌肉LIM蛋白(muscle LIM protein,MLP)的表达异常与心肌肥大有关.为研究MLP参与心肌肥大发生的分子机制,采用去氧肾上腺素（phenylephrine, PE）刺激大鼠原代培养心肌细胞,建立心肌细胞肥大模型,采用RNAi技术敲减MLP的表达,分析MLP与肥大信号通路钙调神经磷酸酶（calcineurin）/活化T细胞核因子（nuclear factor of activated T-cells, NFAT）的关系.结果显示, 原代培养的心肌细胞经一定浓度的PE刺激后细胞表面积增加,肥大标志蛋白ANP、BNP表达增高,并伴有MLP表达上调. RNAi方法敲减MLP的表达则明显抑制PE诱导的心肌细胞表面积增加和BNP表达增高,并且直接 影响NFAT的转录激活活性,提示MLP与心肌肥大的发生密切相关,并且可能是通过calcineurin/NFAT信号通路而参与心肌肥大的发生.     

雌激素对培养心肌细胞肥大和凋亡的抑制作用

目的研究生理剂量17β雌二醇(17-βestradiol,E2)对去甲肾上腺素(norepinephrine,NE)诱导的心肌细胞肥大和凋亡的影响。方法培养新生大鼠心肌细胞分别给予NE(50μmol)、E2(10nmol)、NE(50μmol) E2(10nmol)作用48h,通过心肌细胞蛋白质含量、[3H]亮氨酸掺入率检测心肌细胞肥大;透射电镜、DNA Ladder和流式细胞术检测心肌细胞凋亡。结果17β雌二醇可抑制去甲肾上腺素诱导的心肌细胞蛋白质含量、[3H]亮氨酸掺入率和心肌细胞凋亡率的增加,使凋亡心肌细胞特异性超微结构和DNA梯状带纹消失。结论17β雌二醇可抑制去甲肾上腺素所诱导的心肌细胞肥大和凋亡。     

肾上腺素受体对心血管细胞生长和凋亡的影响

肾上腺素受体广泛存在于心血管系统。心肌肥厚,心衰,心动粥样硬化等病理过程往往伴有心血管细胞的异常生长和凋亡,研究表明儿茶酚胺可经不同的肾上腺素受体通过不同的信号转导途径,如α－肾上腺素受体主要通过磷酯磷Ｃ／蛋白激酶Ｃ途径,β－肾上腺素受体则主要通过蛋白激酶Ａ／ｃＡＭＰ途径或激活钙通道对心肌细胞,血管平滑肌细胞,内皮细胞等的生长与凋亡产生影响,探讨肾上腺素受体对心血管细胞生长和凋亡的作用机制,具有重     

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。     

心肌重塑分子机制的研究进展

心血管疾病严重威胁人类健康,其诱发的进行性心肌重塑是导致心功能逐步恶化的关键因素。新近发现多种心血管疾病危险因素能够调控AngⅡ、IGF-1、TGF-β1、ACh等信号分子表达,进而影响PI3K-Akt、TAK1/Smads、JAK-STAT等重塑相关信号通路,在心肌重塑过程中发挥着重要作用。本文将概括介绍病理条件下心肌重塑的分子调节机制和新治疗靶点的研究进展。     

肿瘤坏死因子-α诱导心肌肥大中CaN信号通路的作用

目的:研究钙调神经磷酸酶(CaN)信号通路在肿瘤坏死因子-α(TNF-α)诱导心肌细胞肥大中的作用。方法: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;Till阳离子测定系统观察胞内[Ca2+]i瞬变;Western blot法测定CaN的表达。结果:①CaN特异性抑制剂CsA(0.2μmol/L)明显抑制TNF-α(100μg/L)诱导的心肌细胞蛋白含量、蛋白合成和细胞体积增大,但对正常心肌细胞生长无影响。②CaN特异性抑制剂CsA(0.2μmol/L)明显降低TNF-α诱导的心肌细胞内钙离子浓度([Ca2+]i)瞬变幅度增高。③TNF-α明显增强心肌细胞内CaN的表达。结论:TNF-α可能通过引起心肌细胞[Ca2+]i升高,促进CaN表达诱导心肌细胞肥大。     

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。     

转化生长因子-β激活激酶1在病理性心肌肥大中的作用研究进展

转化生长因子-β激活激酶1 (transforming growth factor-β-activated kinase 1, TAK1)是促分裂原活化蛋白激酶激酶激酶(mitogen-activated protein kinase kinase kinase, MAPKKK)家族的成员之一,参与调节一些重要的生物功能。心肌肥大分为生理性心肌肥大和病理性心肌肥大,它们的发生机制和蛋白表达不同。TAK1既参与正常心肌的发育,也在调节病理性心肌肥大发生和发展中发挥着重要的作用。血管紧张素II (angiotensin II, AngII)或压力负荷通过不同的方式,如经低氧诱导因子-1α(hypoxia-inducible factor-1α, HIF-1α)促进TAK1转录和表达,或经转化生长因子-β1 (transforming growth factor-β1, TGF-β1)、甲状腺激素及泛素蛋白酶等促进TAK1磷酸化或泛素化,诱导病理性心肌肥大。本文就TAK1在病理性心肌肥大发生和发展中的作用进行综述,为临床心肌肥大的防治提供重要策略和潜在靶点。     

siRNA对神经肽Y诱导的大鼠心肌细胞肥大Ca2+/CaM-CaN通路的影响

采用差速贴壁法体外原代培养大鼠心肌细胞;NPY刺激培养的心肌细胞增殖;RNA干涉特异性抑制CaN的活性,阻断NPY刺激的心肌细胞中Ca2 /CaM-CaN信号转导通路;观察对CaN活性、表达水平和心肌细胞蛋白合成速率的变化.实验结果显示NPY可增加心肌细胞的CaN活性和表达,加快细胞内蛋白合成速率.RNA干涉抑制CaN活性后,明显降低NPY刺激的蛋白合成速率.CaN参与了NPY刺激的心肌细胞增殖,RNA干涉通过抑制CaN的活性可阻断N PY诱导的心肌细胞肥大Ca2 /CaM-CaN通路.