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NO 的发现与启示 一氧化氮（Nitric Oxide ，NO）是第一个被发现的体内气体信使分子。L 型精氨酸在 一氧化氮合成酶催化下生成NO 和瓜氨酸。人体内有三种一氧化氮合成酶，它们分别是存在 于血管内皮中的内皮型, 存在于神经组织中的神经型及存在于白细胞等组织中的诱生型。NO 产生后半衰期极短,仅 3～5s。研究发现一氧化氮可扩张血管, 参与心血管功能的调控，还 可作为信使分子参与神经、免疫等多系统功能的调节。发现内源性NO 的意义不仅在于揭示 了体内一种全新的生物信号传导分子，同时也为疾病的防治带来了福音，采用吸入NO 的方 法来治疗肺动脉高压已取得显著疗效。1998 年美国科学家Furchgott、Ignarro 及Murad 因 为“发现NO 在心血管系统中的信使分子作用”共同获得诺贝尔生理学或医学奖（图 15）。 目前，除NO 以外，在体内还发现一氧化碳、硫化氢等新的气体信使分子。 Robert F. Furchgott Louis J. Ignarro Ferid Murad （1936-） (1916-2009) （1941-） 图1 1998 年诺贝尔生理学或医学奖获奖者 （一）内皮源性舒张因子的发现 美国纽约州立大学药理学家 Furchgott 长期从事血管活性药物与受体相互作用方面的 研究。上个世纪五十年代，他曾发现乙酰胆碱( acetylcholine, ACh)、卡巴胆碱( carbachol， Cch)等M 受体激动剂在体外可引起血管收缩，这是一个令人困惑不解的结果，因为人们早已 知道Ach 在体内具有很好的扩血管效应。但为什么Ach 在体内外对血管的舒缩具有截然不同 的影响？其机制并不清楚。1978 年, 他和同事在动脉离体标本的研究中意外发现, ACh 和 Cch 等M 受体激动剂没有像往常一样引起动脉血管收缩, 而是引起了动脉血管舒张。这一意 外的发现引起了他们的注意。研究人员仔细分析了这些实验的条件, 发现前后实验所用的动 脉血管标本的制作方式有所不同。虽然都来自家兔的胸主动脉, 但引起动脉舒张的标本是动 脉环, 而此前的实验一直都采用动脉条。因为过去为了克服当时生理记录仪灵敏度不足的问 题，他用眼科剪沿血管壁螺旋状剪开，然后将这种螺旋状的血管两端悬挂，以记录张力变化， 从而巧妙地将血管口径的微弱收缩放大为易于记录的轴向收缩。这样在动脉标本制作过程中, 动脉条的内皮表面常会被严重磨损。随着生理记录仪灵敏度的提高，更能模拟血管口径收缩 作用的血管环标本为人们逐渐采用。而在动脉环的制备过程中则不会损伤血管内皮表面。 为了进一步了解动脉内皮在ACh 体外引起血管舒张中的作用, 研究人员发现，若在动脉 条的制作过程中尽量保持动脉内皮的完整，ACh 不再引起血管条收缩，而是舒张。如果采用 机械刮除或用胶原酶清除动脉内皮细胞后, 无论是血管条还是血管环，ACh 均不能引发动脉 血管的舒张，而是收缩。由此可见, ACh 引起的血管舒张作用,是以血管内皮的完整为前提 的，这种血管舒张现象被称为内皮依赖性血管舒张 (the endothelium dependent relaxation)。为进一步揭示Ach 所致内皮依赖性血管舒张的机制，Furchgott 设计了“三 明治”实验，即分别采用去除内皮的动脉条和保留了完好内皮的动脉条, 使动脉条的平滑肌 组织在两边, 中间夹有一层内皮细胞, 组成三明治模型。此时可以发现, ACh 的刺激引发了 无内皮动脉条的舒张。这说明在ACh 的作用下, 内皮细胞产生了可扩散的物质, 该物质作用 于无内皮动脉条的平滑肌, 引发血管舒张。Furchgott 把该物质称为内皮源性的舒张因子 (endothelium derived relaxing factor，EDRF)。 （二）内皮源性舒张因子的NO 本质的揭示 上个世纪七十年代起, 美国弗吉尼亚大学的药理学家 Murad 教授一直在研究用硝酸甘 油扩张血管治疗心绞痛的药理机制。他发现硝酸甘油能在组织内代谢为 NO，并引起环磷酸 鸟苷（cGMP）等第二信使的浓度升高。1977 年Murad 发现硝酸甘油必须代谢为NO 后才能 发挥扩张血管的药理作用, 由此他认为NO 可能是一种对血流具有调节作用的信使分子, 但 当时这一推测缺乏直接的实验证据。为揭示EDRF 的化学本质，Furchgott 及加州大学洛杉 矶分校的药理学家Ignarro 教授等进行了一