NO与神经损伤剖析.pptVIP

* * 一、一氧化氮（nitric oxide, NO）的发现 美国纽约州立大学药理系Furchgott教授等（1953）采用兔胸主动脉螺旋条标本研究血管平滑肌上药物、受体间的相互作用时发现，无论是否用去甲肾上腺素预先收缩，血管扩张剂卡巴胆碱或乙酰胆碱（CCh or Ach）不仅未能使血管舒张、反而予盾地引起收缩。当时曾错误假设：血管平滑肌上可能存在兴奋和抑制两套胆碱能受体 Furchgott等（1978）用兔主动脉离体标本（包括主动脉环和螺旋条）研究β肾上腺素受体亚型时，在一次加药和冲洗错误中，第一次发现对拟胆碱药产生松驰反应，而按标准方法制备的螺旋条，内皮已被刮掉，对Ach产生收缩反应，提示Ach的血管舒张反应依赖于内皮细胞的存在 Furchgott等（1979）采用所谓“三明治夹心标本”证实Ach作用于血管内皮，产生一种非前列腺素类的弥散因子，后者作用邻近平滑肌细胞而产生舒张反应 Furchgott和Zawadski （1980）将题为“The obligatory role of endothelial cells in the relaxation of arterial smooth muscle by acetylcholine”的论文投送英国Nature杂志，几经周折，被减缩成来信形式发表 Furchgott （1982）在一篇论文中首次将这种内皮细胞介质称为内皮细胞舒血管因子（endothelium-derived relaxing factor, EDRF） 美英两个实验室（1987）同时证明这种EDRF就是NO Furchgott 、Ignarro and Marud（1998）被授予诺贝尔生理学及医学奖 二、一氧化氮的研究已成为热点 1994和1995年，MEDLINE收录的有关NO研究论文达2500篇/年 有关NO研究的一些重要结果或发现，多数发表在《Nature》、《Proc Natl Acad Sci USA》、《J Biol Chem》、《Neuroscience》、《Br J Pharmacol》、《Am J Physiol》等一些国际著名期刊上 世界普名大学如耶鲁大学、约翰·霍普金斯大学、杜克大学、康乃尔大学、剑桥大学等均有规模不小的NO研究队伍 NO成为热点主要有两方面的原因：①NO作用的广泛性，参与体内众多的病理生理过程，并已有临床应用，而且可能有新的临床应用前景，这使生物医学工程领域和制药公司的专家也加入到开发研制NO药物的行列；②NO是迄今在体内发现的第一个气体性信息分子，对今后其他信使的发现有重大启发 三、一氧化氮的化学特性 一种含不成对电子的气体分子、分子很小、结构简单、性质活泼、易氧化 在生物组织中半衰期仅有几秒 与Fe2+有很高的亲和力 具有脂溶性，极易透过细胞膜快速扩散 NO与O2-以极快的反应速率反应生成氧化活性更强的ONOO- 四、神经系统中一氧化氮的合成 1. 一氧化氮合酶 一氧化氮通过一氧化氮合酶（nitric oxide synthase, NOS）催化氧化L-精氨酶而生成 三种同功酶：存在于内皮细胞中的内皮细胞型一氧化氮合酶（endothelial nitric oxide synthase, eNOS）；存在于神经细胞中的神经型一氧化氮合酶（neuronal nitric oxide synthase, nNOS）；存在于巨噬细胞、肝细胞、神经胶质细胞中的可诱导型一氧化氮合酶（inducible nitric oxide synthase, iNOS）。eNOS和nNOS均为构成型酶，统称为构成型一氧化氮合酶（constitutive nitric oxide synthase, cNOS） 三种NOS由不同基因编码：eNOS基因定位于7号染色体，长度约为21kb，有26个外显子；nNOS基因定位于12号染色体，长度为150kb，有29个外显子；iNOS基因定位于17号染色体，长度为37kb，有26个外显子（Mayer and Hemmens, 1997） 每种同功酶具有相同催化中心结构：羧基端为还原酶区，包括FAD（flavin adenine dinucleotide）、FMN（flavin mononucleotide）、NADPH（nicotinamide adenine dinucleotide phosphate）的结合位点；氨基端为氧化酶区，包括一个血红素辅基和一个四氢生物蝶呤（terahydrobiopterin, BH4）的结合位点 NOS还原酶区域还有一个钙调蛋白（calmodulin, CaM）结合位点，NOS只有与CaM结合才具催化活性，cNOS的活性受钙离子调控；iNOS由于CaM与酶结合紧密，其活性基本不受钙离子影响 2. 神经系统