综述:靶向α7烟碱型乙酰胆碱受体以调节炎症、肾素-血管紧张素-醛固酮系统与神经系统的相互作用治疗心力衰竭的新策略

【字体: 时间:2026年03月19日 来源:Frontiers in Pharmacology 4.8

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  这是一篇前沿的医学综述,旨在探索一种创新的心力衰竭(尤其是射血分数保留型心衰HFpEF)治疗策略。文章的核心聚焦于α7烟碱型乙酰胆碱受体(α7nAChR),阐述了其作为胆碱能抗炎通路核心介质的独特作用。综述系统论证了通过激活α7nAChR,可望同时干预HFpEF病理中三个关键环节:抑制系统性及心血管炎症、调节过度活跃的肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)、以及改善神经心脏信号与代谢功能障碍之间的复杂相互作用,从而为目前缺乏有效疗法的HFpEF提供新的多靶点治疗思路。

  
α7烟碱型乙酰胆碱受体(α7nAChR)的生理学
α7nAChR是一种配体门控离子通道,由CHRNA7基因编码,以其高钙离子(Ca2+)通透性和快速激活-脱敏动力学为特征。它最初在中枢神经系统被发现,介导快速的突触传递。重要的是,α7nAChR也广泛表达于多种非神经元细胞,包括心肌细胞、心脏成纤维细胞、内皮细胞、血管平滑肌细胞以及免疫细胞(如巨噬细胞、T细胞),在维持生理稳态中扮演关键角色。
α7nAChR的激活与抑制
直接使用内源性激动剂如乙酰胆碱(ACh)或尼古丁激活α7nAChR面临挑战,前者易被胆碱酯酶快速降解,后者则具有非选择性和成瘾性。药理研究开发了多种化合物:作用于受体正位结合位点的正交激动剂(如PNU-282987、GTS-21)和竞争性拮抗剂(如甲基牛扁亭碱MLA)。近年来的重要进展是阳性变构调节剂(PAMs,如PNU-120596)的开发,它们结合在受体的别构位点,不直接激活通道,但能增强受体对内源性或正交激动剂的反应性,减少脱敏。而像GAT-107这样的化合物则具有双重作用,既能作为激动剂也能作为PAM。
α7nAChR与炎症
急性和慢性低度炎症在心力衰竭(HF)的发病机制和进展中居于核心地位。HFpEF的严重程度与循环及心脏中促炎细胞因子(如IL-1β、IL-6、TNF-α)、免疫调节剂和免疫细胞浸润水平升高相关。
α7nAChR是“胆碱能抗炎通路”的关键介质。该通路起源于脑干,通过迷走神经和脾神经传递信号,最终促使脾脏T细胞释放ACh。ACh激活巨噬细胞等免疫细胞表面的α7nAChR,从而抑制核因子κB(NF-κB)的核转位,下调促炎细胞因子(TNF-α、IL-1β、IL-6)、趋化因子及损伤相关分子模式(DAMPs,如高迁移率族蛋白B1 (HMGB1))的释放。因此,选择性激活α7nAChR可有效抑制破坏性的炎症信号。
  • 在免疫细胞层面:α7nAChR激动剂(如GTS-21、PNU-282987)可抑制巨噬细胞释放炎症因子,并调节T细胞的活化和增殖,减少其向心脏的浸润,这有助于减轻心肌纤维化和损伤。
  • 在抗炎通路层面:α7nAChR信号被证实可抑制NF-κB的激活。此外,新兴证据表明它还能抑制Nod样受体热蛋白结构域相关蛋白3(NLRP3)炎症小体的活性和HMGB1的释放,而这些均是HFpEF病理中关键的促炎和损伤信号。
α7nAChR与肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)
RAAS的过度激活是HF病理的核心组成部分,其效应分子血管紧张素II(AngII)通过AngII 1型受体(AT1R)不仅调节血压,还促进心脏炎症、纤维化和氧化损伤。
研究表明,α7nAChR可能通过调节RAAS发挥心脏保护作用:
  • 抑制经典轴:α7nAChR激动剂(如AR-R17779、GTS-21)可减少AT1R的表达,抑制AngII介导的NF-κB激活、氧化应激和血管损伤。α7nAChR基因敲除小鼠在AngII输注后表现出加重的血管损伤。
  • 增强替代轴:α7nAChR信号可能上调血管紧张素转换酶2(ACE2)的表达。ACE2能将AngII转化为血管紧张素1-7 [Ang-(1-7)],后者通过Mas受体发挥血管舒张、抗纤维化和抗炎作用,对抗AngII的有害效应。GTS-21被观察到可增加ACE2/ACE的比值,使RAAS平衡向保护性的ACE2/Ang-(1-7)/Mas轴倾斜。
α7nAChR在高血压与血管调节中的作用
高血压是HFpEF最常见的共病,导致左心室压力超负荷、肥大、纤维化和舒张功能障碍。
  • 压力反射与自主神经调节:压力反射功能障碍和交感神经过度激活是HFpEF的特征。α7nAChR在压力反射敏感性的调节中起作用,其表达减少与压力反射功能障碍相关。药理激活α7nAChR可改善压力反射功能,减轻高血压引起的终末器官损伤。迷走神经刺激的降压作用被证明依赖于α7nAChR。
  • 局部心脏胆碱能信号:α7nAChR存在于心肌细胞、心脏成纤维细胞和心脏神经元中,可能参与局部胆碱能调节,特别是在应激条件下。
  • 血管保护与毛细血管稀有化:α7nAChR表达于血管内皮细胞和平滑肌细胞。激动剂(如PNU-282987)可增加内皮一氧化氮合酶(eNOS)活性和一氧化氮(NO)的产生,促进血管舒张,并可能通过上调Sirtuin-1来防止氧化应激和增殖停滞。此外,α7nAChR激活(如通过尼古丁)被证明可增强缺血心脏的毛细血管密度,对抗HFpEF中常见的毛细血管稀有化。
α7nAChR在代谢调节中的作用
肥胖和2型糖尿病等代谢功能障碍与HFpEF密切相关,并与之共享炎症、RAAS激活等病理机制。
研究表明α7nAChR在代谢调节中具有保护作用:在高脂饮食诱导的肥胖模型中,α7nAChR的表达降低。激活该受体可以下调脂肪组织中的炎症基因表达,限制巨噬细胞浸润,从而改善与肥胖相关的高血压和血管功能障碍。在动脉粥样硬化模型中,α7nAChR激动剂能降低血压、循环血脂和炎症因子水平。此外,α7nAChR激活(如通过GTS-21)可增强胰高血糖素样肽-1(GLP-1)的活性,后者在血糖调节和心血管保护中具有有益作用。
展望与结论
HFpEF是一种多因素疾病,涉及炎症、内皮功能障碍、RAAS激活、神经激素失调和代谢异常等多重机制的交织。本篇综述积累的证据支持α7nAChR在HFpEF管理中具有重要的生理意义和治疗潜力。靶向α7nAChR提供了一种多效性的治疗策略,有望通过单一靶点同时调节炎症、RAAS、自主神经和代谢通路,从而缓解心脏损伤并改善HFpEF的相关共病。未来的研究需要确定最有效且耐受性良好的α7nAChR激动剂,并进一步阐明该受体在心血管调节中的中心与外周生理作用,以及比较正交激动剂与PAMs在临床治疗中的疗效差异。
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