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1、1998年诺贝尔医学或生理学奖年诺贝尔医学或生理学奖 NONO是体内重要的信号分子是体内重要的信号分子 细胞生物学细胞生物学 一：获奖人简介二：相关研究三：NO的血管內皮作用机制 四：NO的应用五：结语弗奇哥特弗奇哥特Robert F.Furchgott美国布鲁克林南方卫生科学中心伊格纳罗伊格纳罗Louis J.Ignarro美国加利福尼亚大学洛杉矶分校医学院慕拉德慕拉德Ferid Murad美国得克萨斯大学卫生科学中心得奖者相关研究得奖者相关研究Ferid Murad 硝基及亚硝基药物可以产生 NO完成心血管扩张Robert F.Furchgott 內皮产生化学信息分子 EDRF(Endot
2、helium-derived Relaxing Factor)舒张血管Louis J.Ignarro 內皮衍生舒张因子(EDRF)就是一氧化氮(NO)一：二：三：早在20世纪60年代Murad就读于Western Reserve大学时，就对信号转导与第二信使感兴趣。他曾与1971年诺贝尔生理及医学奖获奖者Eeal Sutherland合作研究过cAMP。70年代早期，Murad在弗吉尼亚大学建立起自己的实验室独立研究cGMP的功能。穆拉德其在研究cGMP过程中，设法从cGMP产物中分离出了一种与之类似的蛋白质可溶性鸟苷酸环化酶（sGC）。发现：1、细胞膜中的GC与悬浮在细胞内部的GC不同。2、
3、为检测这种分离出来的GC，加入一些化学物质，除去某些可能影响cGMP产物的杂蛋白，发现有些物质能活化GC，使GC生产出更多cGMP。3、把这些物质加入到气管、肠等不同组织，发现不但能活化GC，还使这些组织的平滑肌松弛。1977年Murad发现硝酸甘油是经由释放NO而使得血管平滑肌放松的。结论：结论：NO可能是一种对血流具有调节可能是一种对血流具有调节作用的信使分子作用的信使分子1950年代。随着大量神经递质和激素如乙酰胆碱、肾上腺素、去甲肾上腺素等的发现，对这些物质生理功能和作用机制的研究成为重要方向。在华盛顿大学，弗奇戈特一方面研究不同药物对肠平滑肌的药理效应另一方面研究这些药物对血管平滑肌
4、的效应。1953年，弗奇戈特使用离体血管条（helical strip）实验研究了肾上腺素、去甲肾上腺素、亚硝酸钠和乙酰胆碱等对动脉条的生理作用。但在当时的实验中存在一个令人困惑不解的现象：给整体动物静注 ACh 引起血管舒张效应，而 ACh 对离体血管条标本产生收缩作用而不是舒张作用？当时被称之为“Furcthgot悖论”。直到1978年，还是在Furchgott的实验室，一次偶然的事件才使这一矛盾得以澄清。该事件源于一次错误实验操作：该实验室一名叫David的技术员未按原定实验步骤，“错误”地将carbachol（拟胆碱药，ACh类似物）加到由去甲肾上腺素预收缩的血管环标本中，结果发现其并
5、没有使兔主动脉环收缩，相反却使其舒张。弗奇戈特没有放过这种反常的现象，他通过分析实验条件发现，前后实验所用材料存在差异，戴维森使用的是动脉环，而弗奇戈特早期应用的是动舒张脉条。（1 1）正常血管及与内膜摩擦处理后的比较；）正常血管及与内膜摩擦处理后的比较；（2 2）正常血管环与胶原酶处理（化学损伤内）正常血管环与胶原酶处理（化学损伤内皮）后相比较皮）后相比较 结论：乙酰胆碱对血管的作用与血管内结论：乙酰胆碱对血管的作用与血管内皮细胞是否完整有关皮细胞是否完整有关:乙酰胆碱仅能引起内皮乙酰胆碱仅能引起内皮细胞完整的血管扩张。细胞完整的血管扩张。弗奇戈特将这种现象理解为弗奇戈特将这种现象理解为“内
6、皮内皮依赖性血管舒张依赖性血管舒张”该模型解释了该模型解释了刺激内皮细刺激内皮细胞可引起血管平滑肌舒张的原胞可引起血管平滑肌舒张的原因。因。实验过程：实验过程：a a、横血管条去内皮；、横血管条去内皮；b b、纵血管条含内皮；、纵血管条含内皮；c c、a a与与b b并列挂并列挂在同一个浴槽，内膜面相近且相对。在同一个浴槽，内膜面相近且相对。结合这一系列结果弗奇戈特认为，保持内皮完整的血管表现舒张反应是因为内皮细胞在乙酰胆碱作用下产生了一种新的信使分子。这种信使分子再作用于平滑肌细胞使之出现舒张。弗奇戈特将这种内皮细胞在乙酰胆碱诱导下生成的未知信使分子命名为内皮细胞松弛因子(endotheli
7、um-derived relaxing factor，EDRF)美国加州大学洛杉矶分校（UCLA）药理系Ignarro教授主要研究亚硝基化合物的药理作用。其与Furchgott合作，针对EDRF药理作用及其化学本质进行了一系列实验。发现：EDRF与NO及许多亚硝基化合物一样能激活GC，增加cGMP在细胞内的含量。推测：EDRF是NO或NO密切相关的某种化合物。（一）吸收光谱偏移现象 已知实验：NO结合血红素(hemoglobin，Hb)的吸收光谱会发生偏移 衍生实验：将EDRF与NO分别进行吸收光谱实验 结果：相同的光谱偏移，相同的产物 说明：EDRF与NO激活GC过程都具有亚铁血红素依赖性（
8、二）利用灌流-生物鉴定法，证明EDRF和 NO的化学性质十分相似，如EDRF性质不稳定，半衰期约是3-5秒，可以被超氧阴离子灭活，超氧化物歧化酶能使EDRF的半衰期延长到30秒。以上结果从不同侧面证明，以上结果从不同侧面证明，EDRF就是就是NO。NOEDRF1 磷脂酰肌醇信号通路2 精氨酸精氨酸-NOcGMP信号通路信号通路 NOS包括三种形式：神经性NO合成酶 (nNOS,neuronal NOS)诱发性NO合成酶 (iNOS,inducible NOS)內皮性NO合成酶(eNOS,endothelial NOS)L-精氨酸+NADPH(还原型辅酶)+O2 瓜氨酸+NO+NADP+(辅酶)
9、一：一：NO的合成的合成：亚铁血红素与GC的结合位点临近GC催化位点，从而阻止GC与底物GTP结合 GC为失活态为失活态：NO与GC中亚铁血红素结合，发生构象变化，从而暴露GC催化位点GS GC被活化被活化结果：ATP与GC的结合力增强，反应速率提高，细胞内cGMP含量增加。二：二：NO激活激活GCcGMP作为第二信使结合并激活cGMP依赖的蛋白激酶PKG，被激活的PKG将特定蛋白上的丝氨酸/苏氨酸残基磷酸化，从而引起血管平滑肌细胞中的Ca2+离子浓度的降低，引起血管扩张。三：生物学效应三：生物学效应由整个信号传导通路来看，内皮细胞依赖性血管舒张是Ca2+细胞信号与cGMP胞内信号共同协调作用
10、的结果。在内皮细胞内Ca2+内信号起作用，产生NO扩散到血管平滑肌细胞中；平滑肌细胞内可溶性鸟苷酸环化酶作为NO受体，被激活并产生cGMP，从而导致血管扩张。NONO参与维持循环系统的稳态平衡。参与维持循环系统的稳态平衡。NOSNOS催化合成催化合成NO,NO,通过通过cGMPcGMP介导的内皮依赖性血管舒张作用介导的内皮依赖性血管舒张作用,调节血管张力。调节血管张力。血管张力的变化可以有效地调节组织的血流。血管张力的变化可以有效地调节组织的血流。在中枢神经系统在中枢神经系统,NO,NO 作为神经递质参与记忆的作为神经递质参与记忆的形成形成;在外周神经系统在外周神经系统,部分神经通过部分神经通
11、过NONO依赖的机制调节依赖的机制调节呼吸系统、消化系统和泌尿生殖系统的血管扩张呼吸系统、消化系统和泌尿生殖系统的血管扩张。在免疫系统在免疫系统,NO,NO 通过影响白细胞的游走和聚集通过影响白细胞的游走和聚集,间接调控炎症反应。巨噬细胞可以产生大量间接调控炎症反应。巨噬细胞可以产生大量NO,NO,利用其细利用其细胞毒效应胞毒效应,参与人体的非特异性免疫反应参与人体的非特异性免疫反应。伊格纳罗博士研发的心血管新产Niteworks（夜宁新）已在美国康宝莱成功上市。它能保持维护心脏的冠状动脉的畅通。防止过多的凝血块阻塞造成心脏病和中风。松弛动脉（维持正常血压需）。促进脑部血液流通以增进长期记忆力。夜宁新（Niteworks）是一项心血管革命性的营养食品独特的配方包括：L-精氨酸专利配方，能促进一氧化氮的产生。维持维他命C和维持维他命E能帮助提升一氧化氮的含量。叶酸&蜜里萨香草能够发挥舒缓放松的效果。Thank you！