β2受体遗传多态性与β2受体激动剂.ppt

2受体遗传多态性与2受体激动剂,YANG MING,Origin,临床发现某些COPD患者使用2受体激动剂（2-AG）雾化吸入后气紧症状反而加重,原因? 长期规律使用SABA (eg.万托林 )导致2-AR下调?其机制是什么?多久开始出现? 长期使用LABA是否同样导致2-AR下调? 联用ICS是否可以阻止/延缓2-AR下调?,Database & search strategy,Pubmed ; Embase; CNKI (beta 2-adrenergic receptor*) OR (beta 2-adrenoceptor*) OR (beta 2-AR) OR (ADRB2) AND (genetic polymorphism) OR (genotype*) OR (gene* encoding*)AND (beta 2-agonist*) OR (beta2 AG) OR (salbutamol) OR (Salmeterol) OR (formoterol) OR (terbutaline) OR (bambuterol) OR (carbuterol) OR (pirbuterol) OR (Bitolterol) OR (fenoterol) OR (colterol) OR (rimiterol) OR (mabuterol) OR (cimaterol) OR (xamoterol) OR (Reproterol) OR (prenalterol) OR (tulobuterol) OR (ibuterol),Context,2-AG作为一种支气管扩张药物，单独或与ICS联用广泛用于治疗各种呼吸系统疾病 90年代中期，ADRB2基因的单核苷酸多态性（SNPs）被发现 体外实验证实一些SNPs与受体的功能相关。此后，人们在ADRB2编码区的上游启动子区也发现了SNPs 人群研究发现ADRB2的遗传多态性十分普遍，某些位点的等位基因频率高达40%以上 ADRB2的遗传多态性在不同种族的分布不同 上述研究使人们推测：作为与2-AG结合的关键因子，ADRB2的遗传多态性可能影响2-AG的疗效。,ADRB2 基因图,ADRB2基因编码区存在9个SNPs （46 、79 、100 、252 、491 、523 、1053 、1098 、1239）， 其中4个导致受体的AA.转换，分别是： 46 79 100 491 ADRB2基因非编码区，已发现10个SNPs 其中至少2个与受体的功能相关 47 - 137,ADRB2 结构图,413个氨基酸残基 46,500道尔顿,ADRB2 distribution in human lung,放射自显影技术显示，ADRB2在肺组织广泛分布： airway smooth muscle (30-40,000per cell) epithelialand endothelial cells type II cells mast cells PET技术显示 ADBR2在呼吸道的分布显著多于心血管系统。但在正常人群和哮喘人群无差异 肺组织ADBR2密度与FEV1成反比,ADRB2 activation,ADRB2有激活和失活两种状态，静息时两者处于平衡状态，失活状态占绝对优势。 ADRB2与Gs-GTP结合时处于激活状态，当GTP降解为GDP时，Gs的亚基与ADRB2的亲和力与下降，受体与Gs解离，处于失活状态。 2-AG可能与Gs-GTP结合，使平衡向激活状态转换。,ADRB2信号传导通路,ATP,Gs,5-AMP,PDE,ADRB2活化的MAPK作用： 1.磷酸化糖皮质激素受体（GR）的丝氨酸残基，使GR对GCS更敏感 2.使GR从胞浆向细胞核内移位 这是ADRB2与GR协同作用的分子基础,ADRB2/AG interactions,结合的关键位点是Asp113，Ser204，Ser207，Asp293 结合的位点均位于跨膜疏水的螺旋的核心 受体的氨基酸残基与配体的特定结构域通过不同的分子间作用力相结合,2-AG与ADRB2的结合特性与药物本身的特性有关： 沙丁胺醇为水溶性药物，可直接到达结合位点，但与受体结合的时间也较短，所以沙丁胺醇作用迅速，持续时间也短。 福莫特罗有中度亲脂性，可进入形成小的含水囊腔，并逐步从其中渗透出来与受体位点相结合。含水小囊的大小由福莫特罗的浓度和剂量有关。因此，福莫特罗作用较沙丁胺醇稍慢，持续时间长，且与剂量相关。 沙美特罗的亲脂性是沙丁胺醇的1000倍。分子很快弥散入细胞膜（30min) 。而且其分子的侧链可以和第4跨膜环上的辅助结合位点结合，一旦结合很难解离。故其作用缓慢而持续时间长，且与剂量无关。 异丙肾上腺素与受体的亲和力最强，沙美特罗和福莫特罗与配体的亲和力是沙丁胺醇的3-4倍。,全激动剂和部分激动剂 大部分2-AG具有中等效能，如果受体数量足够，这些药物都是全激动剂，但如果受体数量不足，则只能是部分激动剂不能达到应有的最大效应 体外实验发现临床常用剂量的沙美特罗只能占据4%的ADRB2 ，这意味着有96%的受体储备。因此，临床上当长期使用沙美特罗的哮喘患者如果出现哮喘急发，使用沙丁胺醇补救治疗仍然有效,2-AG的立体构象 所有的2-AG都存在-OH ,导致分子结构不对称，因此存在旋光异构体（，），混合物为消旋体。右旋异构体与受体的亲和力较高 某些2-AG分子（非洛特罗、福莫特罗、丙卡特罗）存在两个不对称中心，因此存在4种异构体（RR、RS、SR、SS） R-沙丁胺醇的受体亲和力是S的100倍 RR-福莫特罗的受体亲和力是SS的1000倍,2受体失敏感化,伴随受体的活化，开始受体失敏感化的自动调控，这是为了防止2受体过度激活 主要步骤： 受体与腺苷酸环化酶失偶联 失偶联的受体内陷 内陷受体磷酸化 磷酸化受体与抑制蛋白结合 使部分与激动剂结合的2受体与Gs蛋白解偶联，从而抑制受体过度激活 受体失敏感化的程度取决于受体与激动剂作用的强度和持续时间,AC,2受体失敏感化,受体失敏感化过程在不同的细胞和不同的组织有显著差异 人淋巴细胞暴露于激动剂后迅速出现受体失敏感化；而人支气管平滑肌细胞就明显延迟 人支气管平滑肌细胞中的2受体激酶和G蛋白偶联受体激酶仅为肥大细胞的10%-20%，这提示人支气管平滑肌细胞受到受体失敏感化的影响较肥大细胞小 有研究发现接触异丙肾上腺素后肥大细胞的cAMP在90秒内达峰，人支气管平滑肌细胞而得cAMP水平却没有平台期，在实验期间以恒定的速率增加，这提示：临床发现重复使用2激动剂出现耐药的情况，可能是由于肥大细胞引起，而不是人支气管平滑肌细胞的2受体失敏感化引起,2受体下调,暴露于激动剂数小时后，细胞膜表面的受体数量减少，称为受体下调，这一过程并不依赖于受体的磷酸化 通过泛素E3连接酶使受体泛素化，从而激活受体的降解过程 目前认为2受体除了通过失敏感化过程来负反馈调节自身功能外，受体与配体结合的同时也通过cAMP途径调控2受体的基因表达 当细胞暴露于高浓度异丙肾上腺素时， 2受体的转录下降约50%，相反，当使用沙美特罗治疗时，2受体基因的表达无明显下调,2受体下调,PET扫描发现，连续使用沙丁胺醇2周（4mg po bid/200ug Qid）即导致肺部2受体密度下降22%，且沙丁胺醇的支气管扩张作用也下降。糖皮质激素可以促进2受体基因的转录，调节受体数量和受体与腺苷酸环化酶的偶联 在健康个体和哮喘患者，系统使用糖皮质激素可以逆转由2激动剂导致的受体下调。但是，吸入糖皮质激素并不能似乎并不能改善由LABA引起的受体下调,ADRB2遗传多态性,白种人分布频率Gly16 f = 0. 61 亚洲人群