β受体阻滞剂在心衰治疗中有着重要地位,其可以预防儿茶酚胺类(类似于肾上腺素和去甲肾上腺素的物质)对心脏轰击造成的过度刺激和压力。然而,并非所有心衰患者都对β受体阻滞剂有响应,其原因尚不明确。
现在,来自Temple大学LewisKatz医学院(LKSOM)的研究人员研究表明,β肾上腺素能受体3(β3AR,一个新的β受体阻滞靶标)的功能障碍和随之而来的关键心肌磷脂的保护减弱可能是罪魁祸首。
“1-磷酸鞘氨醇(S1P,对心肌有保护作用的分子),其能在心脏病发作或心脏衰竭时防止心脏细胞的死亡。心脏衰竭过程中S1P的水平越高,保护效果越好”,LKSOM转化医学中心主任、药理学系主任、教授、也是该项新研究的高级研究员WalterJ.Koch博士解释说。
Koch博士认为,β受体阻滞剂通过减弱过度活跃的β-肾上腺素能受体信号通路来增加S1P水平,大多数药物是选择性地作用于β1AR。但是药物也会对β3AR产生刺激作用,从而促进β3AR活动。该项新研究表明,当β3AR功能失调,S1P的保护作用就消失了。
这项研究结果于7月3日发表在美国心脏病学会杂志上。
研究者表示,他们的团队已经花了十多年时间来研究β受体阻滞剂的作用机制。
而该项新研究,Koch博士及其同事更深入地研究了在心力衰竭时驱动S1PR1下调的机制,以及美托洛尔(一种常用的β受体阻滞剂药物)对S1P的作用。暴露于异丙肾上腺素的细胞实验(模仿心脏衰竭的情况)表明,用美托洛尔治疗可以阻止S1PR1的下调。微观研究表明,异丙肾上腺素引发受体S1PR1内化,受体从细胞表面退出进入细胞内部,美托洛尔则起着相反的作用。
研究人员还发现,用美托洛尔或S1P治疗小鼠能有效阻止心脏病发作后的心衰进展。为了确定这些影响是否与β3AR有关,Koch团队进行了一系列的β3AR基因敲除小鼠实验。结果,尽管用美托洛尔治疗,β3AR基因敲除动物的S1P水平仍然很低。此外,在β3AR缺失的情况下,美托洛尔未能改善心脏病发作后心脏受到的损伤,而对于β3AR正常表达的小鼠,美托洛尔能改善心脏病发作后的心脏功能。
对来自服用了β1AR阻滞剂的心脏衰竭患者的样品进行分析,也证实了该研究结果的临床相关性。而相比于未经治疗的患者,用药物治疗的患者的S1P循环水平显著升高。
“从精准药物的角度看,我们的研究表明,改变β3AR或S1P信号可以解释在临床实践中通常观察到的患者对β受体阻滞剂的不同反应,”Cannavo博士说。
“理论上,我们已经确定了一种β1AR阻滞剂预防心衰进展的新手段,如美托洛尔要起作用则β3AR必须活跃,”Koch博士补充说。
该研究小组将进一步探讨在β3AR缺乏活性时β受体阻滞剂的作用。
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