在心脏中有两种不同的β-肾上腺素能受体亚型——β1 和β2——它们被应激激素肾上腺素和去甲肾上腺素激活。它们都触发了我们所知道的对心率和泵送能力的最强刺激。这两种亚型在生化方面高度相似，但在功能和治疗相关性方面存在很大差异。
两种受体类型都可以在短期内刺激心脏，但是当β1 受体长时间被激活时，它会产生一系列β2 所没有的作用。Beta1 可以引发许多持续的变化，并具有通过激活各种基因来启动(通常是有害的)心肌细胞生长的能力。
维尔茨堡大学和埃尔兰根大学、柏林亥姆霍兹协会 (MDC) 的 Max Delbrück 分子医学中心和慕尼黑-Planegg 的 ISAR 生物科学研究所的研究人员最近的研究现已阐明了这些不同影响背后的机制。研究团队在最新一期的美国国家科学院院刊上发表了他们的工作成果。
特殊配体和新的显微镜方法
“使用在埃尔兰根大学合成的荧光配体和新的高灵敏度显微镜方法，我们能够首次显示这些受体位于心肌细胞上的位置，”英国药理学和毒理学研究所的 Martin Lohse 教授解释说。维尔茨堡朱利叶斯马克西米利安大学 (JMU)。他是该研究的共同主要作者，Paolo Annibale 博士是 MDC 受体信号实验室的代理负责人。“内源性受体的表达水平相对较低，”Annibale 解释说。“为了检测它们的运动，有必要使用一种基于信号微小荧光波动分析的光谱学形式。”
这表明在心肌细胞的整个表面都发现了 β1 受体，而在这些细胞中称为 T 小管的特定结构中只发现了 β2 受体。通过细胞表面的内陷，这些小管形成一个管状网络，贯穿整个心肌细胞内部。“我们团队在 MDC 的研究重点之一是受体功能与亚细胞定位之间的关系，”Annibale 补充道。“因此，我们对具有弯曲膜的 T 小管的生物物理环境特别感兴趣。”
并非所有的心肌细胞都有β1受体
“beta2 受体的特定细胞位置解释了为什么它们的功能范围比 beta1 受体窄得多，以及为什么它们仅限于对心脏的直接和短期刺激，”Lohse 解释道。这种刺激是由局部限制在细胞膜上的信号介导的。相比之下，基因激活和细胞生长刺激是通过更深远的信号发生的，这些信号只能在细胞表面触发，那里只有 beta1 受体。
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