阿米替林通过非直接受体结合途径抑制支气管收缩并减少细胞膜小窝数量

本研究针对支气管哮喘急性支气管收缩机制不明确的问题，通过阿米替林（amitriptyline）对气道平滑肌收缩信号通路的系统性研究，发现其能独立于经典受体-磷脂酶C（PLC）-蛋白激酶C（PKC）通路、钙信号通路及胆固醇代谢途径，显著抑制乙酰胆碱和5-羟色胺诱导的支气管收缩，并首次证实阿米替林可特异性减少细胞膜小窝（caveolae）数量。该发现为哮喘治疗提供了新型非免疫调节性支气管扩张策略，具有重要临床转化价值。

　　

支气管哮喘是一种全球患病率持续攀升的慢性炎症性疾病，影响着超过3亿人群，其典型病理特征包括气道高反应性和急性支气管收缩。尽管现有治疗方案（如β₂受体激动剂和糖皮质激素）可部分控制症状，但针对急性支气管收缩的直接干预手段仍显不足。近年来，三环类抗抑郁药阿米替林（amitriptyline）因其免疫调节作用在哮喘治疗中受到关注，但该药物对气道平滑肌收缩的直接作用机制始终未被阐明。

为揭示阿米替林抑制支气管收缩的分子机制，研究团队利用大鼠精密肺切片（precision-cut lung slices, PCLS）模型，结合药理学抑制策略和电子显微镜技术，系统评估了阿米替林对多种支气管收缩信号通路的影响。研究发现，阿米替林能显著抑制乙酰胆碱和5-羟色胺诱导的支气管收缩，且该作用不依赖于经典毒蕈碱受体（M₃受体）阻断、磷脂酶C（PLC）抑制、蛋白激酶C（PKC）抑制或Rho激酶（ROCK）信号通路调控。此外，阿米替林亦未通过影响电压门控钙通道（LVGC）或细胞内钙稳态发挥作用。

研究进一步聚焦于细胞膜微结构——小窝（caveolae），这是一种富含胆固醇和信号蛋白的脂筏微域，在气道平滑肌收缩调控中扮演关键角色。通过透射电镜分析，团队首次发现阿米替林处理可显著减少气道平滑肌细胞膜上的小窝数量，其效果与胆固醇耗竭剂甲基β环糊精（MβCD）相当。然而，与MβCD不同，阿米替林的作用无法通过胆固醇补充逆转，且胆固醇合成抑制剂辛伐他汀（simvastatin）和肌动蛋白聚合抑制剂细胞松弛素D（cytochalasin D）均未影响阿米替林的支气管舒张效应。这表明阿米替林通过一种独立于胆固醇代谢和细胞骨架重构的新机制调控小窝稳定性。

本研究的关键技术方法包括：使用大鼠精密肺切片（PCLS）模拟气道收缩生理环境；通过浓度-反应曲线分析阿米替林及多种通路抑制剂（如ipratropium、U73122、chelerythrine、Y-27632）对支气管收缩的影响；采用透射电镜（TEM）定量分析小窝形态与数量；利用钾离子（KCl） depolarization 实验评估钙通道功能；并通过胆固醇补充与耗竭实验验证脂筏依赖性机制。

阿米替林抑制乙酰胆碱和5-羟色胺介导的气道收缩且不依赖PLC/PKC通路

通过浓度-反应曲线分析，1 μM阿米替林预处理使乙酰胆碱诱导的收缩曲线显著右移，提示支气管收缩敏感性降低。联合使用M₃受体拮抗剂异丙托溴铵（ipratropium）未能进一步增强阿米替林的抑制效果，表明其作用独立于毒蕈碱受体阻断。在5-羟色胺诱导的收缩模型中，阿米替林同样表现出强效抑制，且与异丙托溴铵联用产生协同效应。此外，磷脂酶C抑制剂U73122和蛋白激酶C抑制剂chelerythrine虽可部分抑制收缩，但均未能逆转或增强阿米替林的作用，提示阿米替林可能作用于更上游的通用机制。

阿米替林不通过Rho激酶或钙信号通路发挥作用

为探究替代收缩通路，研究使用Rho激酶抑制剂Y-27632预处理肺切片，发现其与低浓度阿米替林（1 μM）联用未产生附加效应，而高浓度（5 μM）阿米替林则表现出更强抑制效果。通过钾离子（KCl）诱导的膜去极化实验，阿米替林虽呈现抑制趋势但未达统计学显著性。电压门控钙通道阻断剂硝苯地平（nifedipine）与阿米替林联用亦未改变后者的抑制强度，表明阿米替林不依赖钙离子内流途径。

阿米替林显著减少气道平滑肌细胞膜小窝数量

透射电镜分析显示，1 μM阿米替林处理30分钟后，气道平滑肌细胞膜上完整小窝数量减少约70%，效果与3.2 mM MβCD相当。小窝计数标准严格限定为具典型瓶状结构、清晰膜轮廓及中空腔体的膜内陷。这一发现提示阿米替林可能通过破坏信号分子富集的膜微域而干扰收缩信号传导。

阿米替林的作用机制独立于胆固醇代谢与肌动蛋白重构

尽管MβCD可模拟阿米替林的小窝耗竭效应，但两者联用时MβCD反而削弱了阿米替林的支气管舒张作用。胆固醇补充实验未能逆转这一现象，且辛伐他汀（simvastatin）长期处理未影响阿米替林药效。肌动蛋白聚合抑制剂细胞松弛素D亦未改变阿米替林的抑制效果，排除细胞骨架重构参与其作用机制。研究者推测MβCD可能通过物理包裹阿米替林降低其生物利用度，而非通过功能拮抗。

本研究结论表明，阿米替林通过一种非典型机制抑制支气管收缩，该机制独立于已知受体结合、下游信号通路激活、钙稳态调控及胆固醇代谢，而与小窝微结构破坏密切相关。这一发现不仅为阿米替林的老药新用提供了理论依据，更揭示了脂筏微域作为哮喘治疗新靶点的潜力。论文发表于《Scientific Reports》，为开发兼具免疫调节和直接支气管舒张功能的哮喘治疗策略奠定了重要基础。