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🍐 5-HT受体概述

5-羟色胺受体,也被称为血清素受体或5-HT受体,是一群于中枢神经系统中央处和末梢神经系统周边出现的G蛋白偶联受体及配体门控离子通道。具有七个家族(5-HT1-5-HT7)和大约15个受体亚型。血清素调节神经元活性;然而,这种神经递质与许多生理过程有关,例如心血管功能,胃动力,肾功能等。另一方面,几项研究报告说,血清素通过5-HT1、5-HT2、5-HT3调节伤害感受性反应,和中枢神经系统(CNS)中的5-HT7受体,5-HT受体分为5-HT1、5-HT2、5-HT3、5-HT4、5-HT5、5-HT6和5-HT7受体7种亚型。5-HT1受体又可划分为5-HT1A、5-HT1B、5-HT1D、5-HT1E、5-HT1F受体亚亚型,没有5-HT1C受体,因为它被重新分类为5-HT2C受体;5-HT2又划分为5-HT2A、5-HT2B和5-HT2C;5-HT5又划分为5-HT5A、5-HT5B其中5B受体在人体中为假基因,没有受体表达。除了5-HT3受体是配体门控离子通道以外,其它的所有血清素受体都是G蛋白偶联受体,激活细胞内的第二信使来产生效应。在2014年,在菜粉蝶基因组中发现了一种新的5-HT受体,被命名为pr5-HT8。它与已知的各类5-HT受体相似度很低,在哺乳动物中没有类似基因,5-H5受体的上述分型,为解释5-HT的复杂生理、病理生理作用及其某些拮抗效应提供了依据。

5-羟色胺(5-hydroxytryptamine、serotonin,5-HT)作为体内的重要血管活性物质和神经系统的重要递质,广泛参与机体各种机能活动的调节和某些病理生理过程。它对心血管系统有十分重要的作用,并可因其作用部位、用药剂量及实验条件的不同而产生极其复杂、甚至相反的结果。早在50年代就发现它的这种复杂作用是通过作用于机体内特异性5-HT受体而实现的。1957年,Gaddum等首次提出将5-HT受体分为两类。他们观察到5-HT可直接作用于豚鼠回肠平滑肌上的受体而引起收缩,这一效应可被麦角酰二乙胺(1ysergide,LSD)、双氢麦角胺(dibydroergotamine)和酚苄明(phenoxybénzamine,dibenzyline)等药物所拮抗,并将该受体称为“D”受体(取dibenzyline的第一个字母表示);同时他们还观察到,5-HT也可激活神经元上的受体,促进神经末梢释放ACh,从而间接引起豚鼠回肠收缩,这一效应可被可卡因(cocaine)和吗啡(morphine)所拮抗,将其称为“M”受体(取mor-phine的第一个字母表示)。后来,Peroutka等利用放射配基结合实验发现,大鼠脑组织有两类5-HT的识别部位;一类可被[²H]5-HT特异性标记;另-一类可被[H]螺环哌啶酮(spipe-rone)标记,将其分别称为5-HT1和5-HT2识别部位。Bradley等和Göthert注意到.大鼠脑组织中大部分“D”受体的药理特征与5-HT2识别部位的效应相同,仅小部分“D”受体的药理学特征与5-HT;识别部位的效应类似,他们就将“D”受体分为5-HT1受体和5-HT2受体;为了将“M”受体与胆碱能神经的“M”受体相区别、又以5-HT3受体取代“M”受体、从而将5-HT受体划分为5-HT1、5-HT2和5-HT3受体。晚近Hartig提出的5-HT受体的分子生物学分型已引起普遍关注。

一、5-TH1受体

(一)5-HT1受体的鉴定标准、分布和功能

1、鉴定标准:目前提出的5-HT1受体的鉴定标准相当不明确,并需综合考虑,即5-HT1受体所调节的效应可被metitepin和/或二甲麦角新碱(methysergide)拮抗(上述两药对5-HT2,受体也有较高的亲和力)、但不受选择性5-HT2受体拮抗剂如ketanserin或赛庚啶(cyprobeptadine)和5-HT3受体拮抗剂如可卡因、MDL72222(1aH,3a,5aH-tropan-3-yl-3,5-dichlorobenzoate)或ICS 205-930[(3 a-tropanyl)-1-H-indole-3-carboxylic acidester]的影响。该效应还可被选择性5-HT;受体激动剂5-羧酰色胺(5-carboxamidotrypta~mine,5-CT)所模拟,而且某些非选择性作用于该受体的激动剂的作用强度与其对[3H]5-HT结合部位的亲和力应有良好的相关性。

2.分布和功能:在犬和猪隐静脉等血管平滑肌、豚鼠回肠“和大鼠胃底”等非血管平滑肌、猫窦房结、大鼠大脑皮层5-HT能神经元、犬隐静脉和大鼠肾脏等外周交感神经元及豚鼠回肠等副交感神经元上均有5-HT1受体。这些受体的激活可分别引起平滑肌收缩或松弛、心率加快以及抑制神经递质释放(表1)。在整体大鼠和猫的实验中则观察到该受体的敬活可引起血压下降。在麻醉猫、大鼠及清醒犬等实验中均已证明,选择性5-HT1受体激动剂5-CT是一个强效的扩血管剂和降压药。
表1

(二)5-HT1受体的亚亚型划分

Pedigo等发现、大鼠脑组织有两种5-HT1受体。高亲和力和低亲和力的5-HT1受体、将其分别称为5-HT1A和5-HT1B受体。目前利用[H]8-OH-DPAT[[H]8-hydroxy-2-(di-n-propylamino)tetralin]和[126I]iodocyanopindolol为配基进行特异性结合实验分析也可区分5-HT1A和5-HT1B受体。Pazos等利用[3H]mesulergine为配基,在猪脉络丛上发现了第三类[3H]5-HT结合部位,即5-HT1C受体表2),后被重新分类为5-HT2C受体。

1、5-HT1A受体:5-HT1A受体存在于豚鼠回肠的副交感神经末梢、豚鼠和大鼠[海马回、大鼠大脑等部位。该受体的激活可分别抑制ACh释放、激活腺苷酸环化酶、缓解焦虑症状以及引起饮食过度等。值得注意的是:5-HT引起犬基底动脉收缩的这一效应似乎是由5-HT1A受体介导、因为几个5-HT受体激动剂诱导其收缩的作用强度与它们对[3H]8-OH-DPAT(5-HT1A受体的特异性配基)结合部位的亲和力高度相关,而5-HT2受体拮剂ketanserin等仅可非竞争性地拮抗5-HT的这一作用。也有研究表明,5-HT2受体拮抗剂拮抗5-HT这一效应的作用强度与其对[3H]ketanserin或[125I]LSD结合部位的亲和力有很好的相关性,这提示5-HT2受体可能在5-HT诱发犬基底动脉收缩中起作用。在整体动物实验中已证实,选择性5-HT1A受体激动剂8-OH-DPAT、flesinoxon等均可产生明显的剂量相关的降压作用和心率减慢作用。

2、5-HT1B受体,Engel等在大鼠大脑皮层标本上获得了15种5-HT受体微动剂抑制5-HT释效,10种5-HT受体阻断剂拮抗5-HT抑制效应的作用强度与其对5-HT1A、5-HT1B、5-HT2c和5-HT2,受体亲和力的相关性资料,发现无论是激动剂还是拮抗剂,其作用强度与5-HT1B结合部位的相关性最好,从而得出了5-HT1B受体可能有调节大鼠大脑皮层5-HT释放的自动抑制作用(autoinhibition)的结论。他们也观察到能区分5-HT1A和5-HT1B受体的药物如8-OH-DPAT等并不产生这种自动抑制作用。提示中枢5-HT1B受体可能在调节中枢神经机能活动中起作用。有资料表明,人脑皮层也有不同于大鼠大脑皮层5-HT1B受体的5-HT1B结合部位,这也提示人脑皮层的5-HT自动受体(autoreceptor)可能属于另一类型。

3.5-HT2c受体:在大鼠胃底部及脉络丛上有5-HT2C受体,其功能可能分别与引起胃底收缩和调节肌醇脂质更新有关。

4.5-HT1D受体,Heuring等发现在小牛大脑脑膜上有可被[3H]5-HT标记而又不同于5-HT1A、5-HT1B、5-HT2C受体的-一种新的5-HT1受体,他们将这种受体命名为5-HT1D受体。该受体主要分布在基底神经节,在大脑的其它部位也有散在分布。Hoyer等发现,在小牛大脑黑质体内也有5-HT!D受体。该受体的激活可抑制forskolin诱导的腺苷酸环化酶活性,提示5-HT!D受体的功能可能与第二信使腺苷酸环化酶的活性相偶联。

Gōthert等在人体隐静脉标本上发现,5-HT和8-OH-DPAT均可抑制交感神经末梢释放NE;并观察到&-OH-DPAT的作用可被metitepine拮抗、但不受ketanserin影响、说明该部位为5-HT1受体。但心得安为5-HT1A和5-HT1B受体的拮抗剂,而5-HT的上述作用又不被心得安所拮抗,这提示该部位可能为一种新的5-HT1受体亚型。Charlton等也在大鼠肾发现有新的5-HT1受体亚型,这便是后来得5-HT1E和5-HTF受体。
表2

二、5-HT2受体

(一)5-HT2受体的鉴定标准符合下列条件、即可认为其效应是由5-HT2受体介导的,可被ketanserin、二甲麦角新碱、赛庚啶和/或螺环哌啶酮等药物所拮抗、不受5-HT3受体阻断剂如可卡因、MDL72222或ICS205-930和目前尚未找到的选择性5-HT1受体阻断剂的影响。由于上述药物对5-HT2受体的阻断作用并非其唯一的作用,如ketanserin’还有α1受体阻断作用、二甲麦角新碱还有较强的5-HT1受体阻断作用,赛庚啶还有很强的钙通道阻滞作用,螺环哌啶酮则对5-HT1A受体还有一定的阻断作用,因此,在鉴定5-HT,受体时至少应使用二个或二个以上的上述药物。此外,尚要求其邀动剂及拮抗剂的作用强度与它们对[3H]ketanserin结合部位的亲和力之间具有良好的相关性。

(二)5-HT2受体的分布和功能在兔主动脉等血管平滑肌、豚鼠气管等非血管平滑肌、猫血小板、大鼠窦房结、大鼠面运动神经核及猫外侧角脊髓索等部位上均有5-HT2受体,该受体的激活可分別引起平滑肌收缩、血小板聚集、心率加快和神经元兴奋等(表1)。动物实验及临床观察表明、5·HT2受体阻断剂ketanserin有显著的抗高血压效应。实验证明ketanserin虽有一定的α1受体阻断作用,但临床观察表明,α1受体激动剂苯肾上腺素对ketanserin的降压效应几乎无影响,提示该药的降压作用可能主要是由于阻断5-HT2受体。ketanserin有抗高血压效应也提示,5-HT2受体在高血压的形成和发展过程中可能起着十分重要的作用。在整体大鼠实验中已观察到,该受体的兴奋可引致血压升高和足掌水肿。

三、5-HT3受体

(一)5-HT3受体的鉴定标准、分布和功能
1。鉴定标准:该受体诱导的效应可被可卡因、MDL72222或ICS205-930所拮抗,但不受5-HT2受体拮抗剂如ketanserin等以及目前尚未找到的选择性5-HT1受体拮抗剂影响、并且2-甲基-5-HT可模拟其效应。目前、已找到了该受体的特异性放射配基如[H]GR65630[3-(5-methyl-1H-imidazol-4-yl)-1-(1-methyl-1H-indol-3-yl)-1-propanone]u6][H]quipazine、[H]zacopride及[H]ICS205-930等、尚需对其激动剂及拮抗剂的作用强度与结合部位的相关性进行检测。

2、分布和功能,5-HT3受体主要存在于外周神经元如兔及大鼠心交感神经、豚鼠回肠副交感神经、兔迷走初级传人神经、人皮肤感觉神经末梢和某些神经节如兔颈上神经节、兔结节状神经节等部位。该受体的数活可引起相应的神经元除极或诱发递质释放,从而产生心率加快、肠道平滑肌收缩及皮肤疼痛感等。5-HT与引起人类血管性疼痛疾病的病因密切相关。5-HT3受体拮抗剂ICS205-930能选择性阻断5-HT诱发的人皮肤疼痛,可能为治疗偏头痛等人类血管性疼痛疾病提供新的途径。Kilpatrick等发现、在大鼠大脑的某些区域也有5-HT。受体。5-HT。受体拮抗剂[H]GR65630与大脑的内喫皮层、杏仁核、伏隔核及嗅结节等部位有高度亲和力。这些部位均富含多巴胺和淋巴液,由此推测5-HT3受体拮抗剂的抗焦虑及抗多巴胺样效应可能是通过这些部位。Peroutka等、Barnes等l均已证实Kilpatrick等的发现。

(二)5-HT3受体的亚亚型划分 利用对5-HT3受体有高度特异性阻断作用的药物MDL72222和1CS205-930已获得5-HT3受体不均一的证据[5²,53]。Richardson等发现ICS205-930及其衔生物对兔心、兔迷走神经、豚鼠回肠的5-HT。受体均有竞争性阻断作用、但其pAz值有明显差别,表明这些部位的5-HT3受体是有区别的。1CS205-930对兔心交感神经和兔迷走神经末梢的5-HT3受体有较高的亲和力,而对豚鼠回肠副交感神经末梢的5-HT3受体亲和力较低。他们还观察到lCS205-930的一种衔生物(3-α-homotropanyl)-1-methyl-5-fluoroindole-3-carboxylicacidester对兔迷走神经的5-HT3受体有高度亲和力;而其另一衍生物(N-desmethyl-3a-homotropanyl)-1H-indole-3-carboxylicacides-ter对兔心的5-HT3受体有高度亲和力、他们将上述三个部位的5-HT。受体区分开来。Gōt-hert等根据它们所在部位的不同,将其分别称为5-HT3S、5-HT3P和5-HT3A受体(分别取sympathetic nerve fibers、parasympathetic nerve fibers和 afferent neurons的第—个字母表示),这种区分未成主流。

四、其它的5-HT受体

Mawe等[发现,在豚鼠回肠肌层神经丛的Il型或AH神经元上有两类5-HT受体:一类与[3H]5-HT有高度亲和力,5-HT、5-和6-hydroxyindalpine及2-CH3-5-HT为其激动剂,其激活可使上述神经元缓慢除极,这一效应hydroxytryptophyl-5-hydroxytry-ptophan amide特异性阻断,他们将其称为5-HT1p受体;另一类与[3H]5-HT的亲和力较低,2-CH3-5-HT为其邀动剂,其微活可使神经元短暂除极,这一效应可被1CS205-930阻断,他们将这类5-HT受体称为5-HT2p受体。Mawe等提出的5-HT2p受体,其药理学特征与5-HT3受体相类似,可能它就是5-HT3受体。Dumuis等发现在原代培养的小鼠胚胎丘脑神经元上有一种非典型的5-HT受体,该受体与腺苷酸环化酶的激活相偶联。他们发现,5-HT、5-CT及5-甲氧色胺(5-methoxytryptamine)为其完全激动剂,5-HT1A受体激动剂8-OH-DPAT及ipsepirone对腺苷酸环化酶无影响,5-HT1或5-HT2受体拮抗剂如methiot-hepin、metergoline、spiperone、mesulergine及ketanserin等对5-HT诱导的腺苷酸环化酶活性增加均无对抗作用,而5-HT3受体拮抗剂,1CS205-930则可竞争性对抗5-HT的这一效应。他们又发现,苯甲酰胺类5-HT3受体拮抗剂zacopride、cisapride、metoclopramide可诱导腺苷酸环化酶活性升高。表明这种5-HT受体既不属于5-HT1或5-HT2受体,也不同于5-HT3受体,他们将其称为5HT4受体。