Science：心跳“开关”

　　

生物通报道，德国维尔茨堡大学，伦敦帝国学院等处的科学家在最新的一期Science杂志上发表研究新进展文章β2-Adrenergic Receptor Redistribution in Heart Failure Changes cAMP Compartmentation，解析一种影响心脏跳动的分子。

 

研究发现，心肌细胞被一种叫做β1- 和 β2-肾上腺素能受体 (βARs)的专门化的信号分子所覆盖，这些受体的活动对心脏功能来说是极为重要的。

 

德国和英国的科学家在这项Science研究中得出新的发现，新结果显示，这些受体中的某一种的空间分布的变化也许会导致心力衰竭。

 

这一发现是由Viacheslav Nikolaev及其同僚将高倍显微镜与活细胞扫描离子电导显微镜相结合来研究大鼠与小鼠的心肌细胞时所作出的。

 

 他们发现，在健康的心肌细胞中，β2ARs局限在被称作横小管的缝隙之中，因此，它们是在细胞的某些局部地区产生信号产物cAMP的。 然而，在那些罹患心力衰竭的老鼠细胞中，人们发现其β2ARs分布在整个细胞的表面，因而会产生出弥散的cAMP信号。

 

也就是说，β2Ars如果准确地定居在横小管的缝隙中，心脏的跳动能力就丝毫不受影响，一旦β2Ars转移到其他地方去，就可能导致心肌细胞跳动信号发生异常，心脏功能衰竭，引发心脏病。

 

研究人员认为，β2ARs所产生的cAMP信号的空间分布可能在心力衰竭上扮演着一个重要的角色。他们的发现也许会在将来使人们更好地了解心脏病，并致力于心脏病治疗性研究。

（生物通 小茜）

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生物通推荐原文检索

β2-Adrenergic Receptor Redistribution in Heart Failure Changes cAMP Compartmentation

 

Viacheslav O. Nikolaev,1 Alexey Moshkov,1 Alexander R. Lyon,1 Michele Miragoli,1 Pavel Novak,1,2 Helen Paur,1 Martin J. Lohse,3 Yuri E. Korchev,2 Sian E. Harding,1 Julia Gorelik1,*

 

The β1- and β2-adrenergic receptors (βARs) on the surface of cardiomyocytes mediate distinct effects on cardiac function and the development of heart failure by regulating production of the second messenger adenosine 3',5'-monophosphate (cAMP). The spatial localization in cardiomyocytes of these βARs, which are coupled to heterotrimeric guanine nucleotide–binding protein (G protein), and the functional implications of their localization have been unclear. We combined nanoscale live-cell scanning ion conductance and fluorescence resonance energy transfer microscopy techniques and found that, in cardiomyocytes from healthy adult rats and mice, spatially confined β2AR-induced cAMP signals are localized exclusively to the deep transverse tubules, whereas functional β1ARs are distributed across the entire cell surface. In cardiomyocytes derived from a rat model of chronic heart failure, β2ARs were redistributed from the transverse tubules to the cell crest, which led to diffuse receptor-mediated cAMP signaling. Thus, the redistribution of β2ARs in heart failure changes compartmentation of cAMP and might contribute to the failing myocardial phenotype.