β-肾上腺素受体调节心血管功能的新机制:中枢调节作用研究

β肾上腺素受体阻滞剂是临床上治疗慢性心衰和高血压等的最重要药物之一，但是该类药物的具体作用机制尚未完全明确。此外，临床常用β受体阻滞剂多为脂溶性,易于穿透血脑屏障，可作用于脑内特定调节核团。我们前期的研究工作发现，慢性心衰模型大鼠脑内孤束核β1受体的表达增加，以及自发性高血压模型(SHR)大鼠侧脑室慢性灌注美托洛尔，可显著降低心率和平均动脉压，提示脑内β受体可能参与慢性心衰和高血压的中枢调节，但其作用机制尚不清楚。本项目旨在通过以下三方面内容的研究，揭示β受体在中枢孤束核调节心血管功能的分子机制，为防治提供新的思路和靶点:.（1）观察β1受体在孤束核对慢性心衰模型中外周交感神经活动的调控作用；.（2）使用基因沉默方法,观察下调孤束核β1受体对慢性心衰的长期心血管调节效应；.（3）探讨β受体在孤束核对突触传递的影响，以及β受体激活的细胞内信号转导机制。

β-肾上腺素受体阻滞剂是临床治疗高血压和慢性充血性心力衰竭等的最重要药物之一，但是该类药物的具体作用机理尚未完全明确。本研究采用药理学、电生理和分子生物学等方法观察了孤束核(NTS)β1-受体在慢性心血管疾病中的表达变化和对交感神经异常活动的调控影响，以及基因沉默NTS内β1-受体的长期心血管调节效应，同时观察了神经元β-受体激活的细胞内信号转导机制。研究结果初步证实了：1）侧脑室慢性灌流β受体阻滞剂可显著降低自发性高血压（SHR）大鼠的平均动脉压、心率和交感神经活性，以及改善慢性心衰模型大鼠的LVEDP和心肌的梗死面积；β1-受体的蛋白和mRNA在慢性心衰模型大鼠NTS内选择性上调。2）对NTS的β1受体的表达分析，发现β1受体主要分布于NTS的神经元，而生理状态下NTS内β1-受体激活后可通过对压力感受反射传入信号的调控发挥作用。3）使用经验证的AAV病毒重组的β1-受体shRNA质粒，沉默SHR大鼠的NTS内β1-受体表达，可显著降低心率和和压力感受反射增益水平，而对照大鼠未见显著变化。对SHR大鼠NTS内β1-受体的作用机制进行分析，其主要是通过调控NTS内的谷氨酸能突触传递以及心脏交感神经功能而形成的。4）在原代培养的脑干神经元模型，发现去甲肾上腺素可通过激活神经元内的cAMP/pCREB途径上调神经元的BDNF表达，而β受体-PKA-cAMP-CREB-BDNF途径可能是去甲肾上腺素在NTS神经元的主要信号通路。5）DOCA-盐型高血压大鼠可能通过增加下丘脑内NAD(P)H氧化酶来源的活性氧水平，提高交感神经活性，参与高血压的形成和进展。以上结果提示，NTS内β1-受体参与生理和病理状态下的心血管功能调控。本项目以中枢调控为切入点对脑内β1-受体的功能机制进行研究，为阐明β1-受体阻滞剂治疗高血压和心衰提供新的实验依据，为治疗心血管疾病提供新的作用靶点。