Circulation Research封面|王世强组发现交感神经递质调控心脏活动的新原理
Circulation Research的“In this Issue”亮点点评指出，对b受体亚型互作的认识将为心血管新药药开发提供有价值的新思路。
β受体是最经典的G蛋白耦联受体，在心血管功能调控中发挥关键作用。其中β1受体通过cAMP信号（小白孩）产生广域调控作用，既磷酸化细胞膜钙通道以增强钙内流，又磷酸化肌质网RyR2钙释放通道以增强胞内钙释放，从而大幅增强心脏收缩力。而β2受体产生的cAMP信号被磷酸二酯酶PDE4（小蓝孩）阻隔在膜下微区，不能调控肌质网RyR2，因此对心脏收缩力贡献很少。长期以来，心肌细胞中β2受体为什么而存在一直困惑着心脏调控的研究领域。本文第一作者杨华乾在王世强教授实验室攻读博士学位期间，惊奇地发现β2受体激活使β1受体C末端磷酸化，竟然使β1受体募集PDE4，从而失去了原有的对肌质网RyR2和心肌细胞收缩的调控能力。本文由此提出越界阻隔的新概念。
血液中存在一定水平的肾上腺素和去甲肾上腺素。根据上述新发现，肾上腺素对β2受体的激活作用使β1受体信号处于被阻隔抑制的常态，有效地防止了血液中的信使激活β1通路产生的自由基、细胞凋亡等毒性作用。当交感神经兴奋时，交感递质对β1通路的压倒性激活可突破β2带来的信号阻隔。这为在应激状态下心功能调控提供了新理论。
王世强：
北京大学生命科学学院教授、副院长，教育部“长江学者”计划特聘教授。
实验室研究领域：
本实验室主要兴趣在于：
1 细胞钙信号转导的微观过程和分子机理；
2 心脏疾病的分子病理机制和生物医学工程；
3 心脏和神经发育。
钙离子是细胞最古老、作用最广泛的胞内信使。本实验室在激光共聚焦显微成像技术和膜片钳电生理技术的基础上，建立了单通道光学探测和通道间钙信号转导的研究技术，在国际上居领先优势。将该技术与分子生物学、功能蛋白组学、电子显微镜技术相配合，可以从分子间相互作用的微观水平阐述细胞钙信号是如何产生、放大和精细调控的。
分子间钙信号转导是心肌细胞兴奋收缩耦联的核心环节，其异常与心力衰竭、心律失常等重要疾病密切相关。我们最近在心衰分子病理机制方面取得突破，发现钙信号分子过程的病理改变远早于细胞和心肌组织的功能变化，其中关键分子事件是联系细胞膜与肌质网的蛋白junctophilin表达下降。我们正进一步寻找相关的分子调控机制，并在此基础上探索心衰早期诊断新技术和逆转心衰的生物医学工程方案。
脑和心脏一样是人体最重要的器官，均通过离子通道产生和传递兴奋。本实验室在研究生自由探索兴趣的驱使下，利用我们强有力的电生理优势和数据处理能力，以“同步发放链”理论框架为基础，通过分析不同感觉输入条件下神经细胞电活动的时序规律，研究后天经验如何影响大脑皮层神经网络的发育性构建，已取得重要阶段性发现。