气体信号分子与肺动脉高压

        1998年三位国外科学家因发现了第一个气体信号分子而荣获诺贝尔医学与生理科学奖；追溯“伟哥”的研发史，也能看到气体信号分子的影子；我国学者在这一领域正进行着不懈的探索，并取得了初步成果。那么，气体信号分子到底是什么呢？

　　肺动脉高压是诸多心肺血管疾病的合并症，严重威胁着人类的健康，但是其发病机理一直未能明了，因此该领域一直被科学家们所关注。以往人们一直认为人体心血管等系统的生理与病理生理调节，主要依赖于各种激素、生长因子、细胞因子等大分子物质，但运用上述传统理论却无法使许多疾病发生、发展及预后的调节过程获得完全解释。恰在此时，由身体内产生的气体信号分子的发现开创了医学研究领域的新局面。

　　科学家发现人体内自身产生的一些以往被视为“有害”的气体也有控制血管功能和调节血压的作用。为了与传统的信号分子区别，人们提出了气体信号分子这一新概念。

　　第一个被发现的气体分子信号是一氧化氮，3位外国科学家因此获得了1998年诺贝尔医学与生理科学奖，并以此开发出药物万艾可（伟哥）。随后科学家们又发现了另一种体内产生的气体一氧化碳，也就是“煤气”，它在诸多心肺血管疾病发病中也发挥着重要的作用。

　　新思路NO供体治肺动脉高压

　　我们课题组以小儿众多心肺血管疾病中的重要病理生理环节——肺动脉高压为研究切入点，从具有独特血管生物学特性的小分子气体入手，系统研究了内源性气体信号分子一氧化氮及一氧化碳在肺动脉高压等血管损伤性疾病发病中的意义，揭示了低氧性肺动脉高压远端肺血管结构重建的重要分子病理学基础，探索了一氧化氮供体硝酸甘油雾化吸入对肺动脉高压的治疗效应与血管生物学机理。发现雾化吸入硝酸甘油可以选择性降低肺动脉高压，使用方便、安全，为肺动脉高压的治疗提出了新思路。

　　新发现CO对动脉有保护作用

　　近年来，经过我们的研究发现，内源性一氧化碳体系在慢性低氧性肺动脉高压形成中被激活，呈双峰规律动态变化，一氧化碳可显著缓解低氧性肺动脉高压和肺血管结构重建，揭示出一氧化碳对低氧性肺动脉平滑肌细胞凋亡的诱导作用的重要性，发现一氧化碳抑制低氧性肺动脉平滑肌细胞增殖的途径。

　　研究还表明内源性气体分子一氧化碳与一氧化氮相互作用构成的气体信号分子网络在低氧性肺动脉高压调节中发挥重要作用。通过深入研究，我们提出一氧化碳体系是体内拮抗肺动脉高压的重要内源性防御体系，在肺动脉高压形成中发挥重要的保护性调节作用。

　　新突破找到第三个气体小分子

　　近来，在北京大学医学部唐朝枢教授的指导下，我们还发现并提出了心血管功能调节的新型气体信号分子硫化氢，它有别于已知的一氧化氮和一氧化碳，在心血管生理与疾病调节中发挥着独特的生物学效应。

　　随着生命科学的飞速发展，气体小分子在生命活动中的意义越来越受到高度关注。相信在不远的将来经过科学家们的不懈努力，一定能够在气体信号分子与心血管疾病发病机制理论方面不断取得新的突破。                                    北京大学第一医院博士生导师杜军保

　　作者简介

        杜军保，国家杰出青年科学基金获得者，凭借此课题荣获北京市科技进步一等奖、教育部提名国家自然科学奖一等奖等多项学术奖励。

        链接：气体信号分子的参考标准

　　·都是气体小分子；

        ·都可以自由通过细胞膜，其作用不依赖于相应的质膜受体；

　　·可以在酶催化下内源性产生，产生受到体内代谢途径的调控；

　　·在生理浓度下都有明确特定的功能；

　　·其细胞学效应可以依赖或不依赖第二信使介导，但都具有特定的细胞和分子作用的靶点。 (责任编辑：泉水)

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