综述:σ1受体是心脏保护药物开发的一个靶点

【字体: 时间:2025年10月12日 来源:Life Sciences 5.1

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  本综述系统阐述了σ1受体作为心脏保护新靶点的潜力,重点分析了其在心肌细胞中的表达、调控钙离子(Ca2+)稳态、抑制细胞凋亡及关闭线粒体通透性转换孔(MPTP)等机制,为开发治疗急性心肌梗死(AMI)和心源性休克(CS)的药物提供了重要理论依据。

  
背景
急性心肌梗死(AMI)患者,尤其是ST段抬高型心肌梗死(STEMI)患者的院内死亡率居高不下,维持在4.6%至7.5%之间,而心源性休克(CS)是其主要死因,死亡率可高达50-70%。再灌注心脏损伤(RCI)在STEMI后心力衰竭的发病机制中扮演了关键角色。目前,正性肌力药物在改善AMI合并CS患者预后方面证据有限,因此,开发能够预防RCI和急性心力衰竭的新药迫在眉睫。σ1受体激动剂在此领域展现出独特潜力。
σ1受体的发现
σ受体的研究历程始于1976年,Martin等人最初将其归类为三种阿片受体(ORs)之一,即σ-OR,其激动剂为SKF-10,047。随后的研究在1982年证实了σ受体是独立于阿片受体的独特实体。值得注意的是,许多高亲和力的σ1受体激动剂(如右美沙芬、(+)-喷他佐辛)并非受管制物质,为研究提供了便利。
σ1受体的细胞内定位
σ1受体在心肌细胞和内皮细胞中均有表达,其分布广泛:存在于细胞膜上,与电压门控钾离子通道(Kv1.4, Kv2.1)和钠离子通道(Nav1.5)共定位;定位在内质网(ER)膜上,与肌醇三磷酸(IP3)受体和兰尼碱受体偶联;同时也位于线粒体外膜以及核质网中。
σ1受体的结构与功能
σ1受体是一种定位于细胞膜的配体调控分子伴侣。其C端结构域与内质网中的IP3受体和兰尼碱受体相互作用,从而参与调控细胞内的Ca2+转运。内质网与线粒体之间存在膜接触位点(MAMs),σ1受体通过此结构介导信号从内质网向线粒体的传递。
σ1受体激动剂的正性肌力作用
在分离的大鼠心肌细胞中,σ1受体的表达密度远高于σ2受体。选择性σ1受体激动剂(+)-喷他佐辛能在短时间内增强离体心肌细胞的收缩幅度。另一种激动剂(+)-3-PPP则可增加胞浆游离钙([Ca2+]i)瞬变,表明σ1受体激活对心脏收缩功能有直接促进作用。
σ1受体与调控的细胞死亡
σ1受体激动剂在心脏缺血/再灌注(I/R)模型中显示出强大的抗凋亡作用。例如,氟伏沙明可通过上调Bcl-2蛋白表达、下调Bax蛋白表达来抑制心肌细胞凋亡。羟考酮也能通过增加σ1受体表达来抑制心脏微血管内皮细胞(CMECs)的凋亡。这些效应与蛋白激酶C(PKC)、Akt、一氧化氮合酶(NOS)和血红素加氧酶-1(HO-1)的激活密切相关。
线粒体是σ1受体激动剂保护效应的终末效应器吗?
线粒体作为细胞的能量工厂,其功能状态决定细胞存亡。线粒体通透性转换孔(MPTP)的开放会导致细胞色素C释放、线粒体膜电位(Δψm)崩溃,最终引发细胞死亡。研究表明,σ1受体激动剂能抑制MPTP的开放,这一作用可能是其心脏保护效应的核心机制。因此,有理由推测线粒体是σ1受体激动剂发挥心脏保护作用的终末效应器。
未解决的问题与未来展望
目前研究仍面临一些挑战:尚未发现内源性高亲和力σ1受体激动剂;σ1受体激动剂在心脏再灌注过程中能否确切的减小梗死面积、改善收缩功能、保护微血管尚需更多证据;σ1受体在缺氧适应、缺血预/后处理等内源性保护现象中的作用未知。未来研究需要开发高选择性配体,并利用多种激动剂和拮抗剂组合进行严谨的药理学验证。
结论
σ1受体激动剂通过调控细胞内Ca2+稳态、激活多种保护性信号通路(如PKC、Akt、NOS、HO-1)以及抑制线粒体MPTP开放,在心脏保护中发挥多重有益作用。这些特性使其有望成为治疗急性心肌梗死、心源性休克和预防不良心脏重构的新型药物研发基础。尽管存在诸多待解之谜,但σ1受体作为一个新兴的治疗靶点,其前景令人期待。
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