β2受体遗传多态性与β2受体激动剂

5’-AMP
ADRB2信号传导通路
经典的cAMP途径
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α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
β2-AG与ADRB2的结合特性与药物本身的特性有关：
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α亚基与ADRB2的亲和力与下降，受体 与Gs解离，处于失活状态。 β2-AG可能与Gs-GTP结合，使平衡向激活状态转换。
β2-AG的立体构象
➢所有的β2-AG都存在β-OH ,导致分子结构不对称， 因此存在旋光异构体（Ｒ，Ｓ），混合物为消旋体。 右旋异构体与受体的亲和力较高
➢ 某些β2-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
因
100
图
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
SNPs导致的AA转换位点： 16 Arg/GLy 27 Gln/Glu
28 164 Thr/Ile 29 34 Val/Met
ADRB2 结构图
7个跨膜疏水α螺旋 与受体下调 相关的位点
Β2 AG结合位点
•定位于染色体5q31-32 •其编码区及非翻译序列 均无内含子
•只有一个外显子
•约1,200个碱基对
ADRB2
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：
基
46 79
•413个氨基酸残基 •46,500道尔顿
半胱氨酸wenku.baidu.com榈酰化， 将C段固定于细胞膜
受体失敏感化的 相关区域
与G蛋白结合的区域
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
β2受体遗传多态性与β2受体激动剂
YANG MING
Origin
临床发现某些COPD患者使用β2受体激动剂 （β2-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β2-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β2-AR下调? 联用ICS是否可以阻止/延缓β2-AR下调?
全激动剂和部分激动剂
➢大部分β2-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
➢ 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。
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
β2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 人激支酶气仅管 为平 肥滑 大肌 细细胞胞的中10的%β-220受%体，激这酶提和示G人蛋支白气偶管联平受滑体 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 发大感现细化重胞引复 引 起使 起用 ，而β2激不动是剂人出支现气耐管药平的滑情肌况细，胞可的能β2受是体由失于敏肥
β2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β2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β2受体的基因表达 当细胞暴露于高浓度异丙肾上腺素时， β2受体的转录 下降约50%，相反，当使用沙美特罗治疗时，β2受体基 因的表达无明显下调
ADRB2活化的MAPGKs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A浆TP向细胞核内移位 这是ADRB2与GR协同作用的 分子基础
•抑制细胞膜 对Ca2+通道
•抑制肌浆网 Ca2+的释放
•加速胞浆内 Ca2+的摄取
PDE
control of muscle tone MAPK途径
➢ RR-福莫特罗的受体亲和力是SS的1000倍
β2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β2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β抑制蛋白结合
➢ 使体过部度分激与活激动剂结合的β2受体与Gs蛋白解偶联，从而抑制受
➢ 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 （<1min)，而后缓慢弥散至结合位点（>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。