综述：感知分子二氧化碳：呼吸系统疾病的转化研究焦点

本综述系统阐述了CO2作为生物信号分子的最新研究进展，揭示了其在呼吸调控、蛋白质修饰、肺泡稳态及先天免疫（innate immunity）等过程中的非pH依赖作用机制，为高碳酸血症（hypercapnia）相关呼吸衰竭的临床干预提供了新视角。

　　

【Abstract】

过去二十年的研究颠覆了二氧化碳(CO₂)仅是代谢废物的传统认知。最新证据表明，CO₂能通过非pH依赖的分子相互作用直接调控生物过程。先进技术已精确定位CO₂在敏感蛋白上的结合位点，并阐明这些相互作用如何影响细胞功能。

【CO₂的生物学效应】

CO₂参与调控多项与呼吸疾病相关的生理过程：

1. 1.

   呼吸中枢调控：脑干化学感受器通过特定蛋白感知CO₂浓度变化

2. 2.

   蛋白质成熟：CO₂共价修饰影响内质网中蛋白质折叠

3. 3.

   肺泡液体平衡：通过上皮钠通道(ENaC)调节跨膜转运

4. 4.

   创伤修复：调控成纤维细胞迁移和细胞外基质重塑

5. 5.

   先天免疫：改变巨噬细胞极化状态和炎症因子分泌

【高碳酸血症的病理机制】

持续性高CO₂水平(hypercapnia)在呼吸系统疾病中呈现双重作用：

• 急性效应：通过激活TASK-1钾通道抑制神经元兴奋性

• 慢性影响：导致内质网应激和线粒体功能障碍

临床数据显示，慢性阻塞性肺病(COPD)患者的高碳酸血症与死亡率呈正相关。

【转化医学前景】

当前研究热点包括：

• •

  开发特异性CO₂传感器（如CarB蛋白类似物）

• •

  靶向CO₂-敏感通路的药物设计

• •

  体外CO₂清除装置优化

该领域亟待基础与临床研究者协同攻关，以破解CO₂信号网络的分子密码，为呼吸系统疾病提供创新诊疗策略。