2026年5月，上海東方醫(yī)院/同濟大學醫(yī)學院陳義漢團隊、中國藥科大學郝海平團隊、華中科技大學同濟醫(yī)學院附屬協(xié)和醫(yī)院董念國團隊等，聯(lián)合同濟大學上海心律失常研究中心、同濟大學醫(yī)學院病理學與病理生理學系、中國醫(yī)學科學院心律起源與調(diào)控研究單元等單位，在European Heart Journal（中科院1區(qū)，2024 Impact Factor=35.7）在線發(fā)表題為“Cardiac α4β2 nicotinic receptors as a therapeutic target for fatal ventricular arrhythmias”的研究論文。該文于2025年12月18日投稿，2026年2月13日修回，2026年4月4日接收，2026年5月18日在線發(fā)表。

該研究聚焦致死性室性快速性心律失常（FVTs）這一導致心源性猝死的重要臨床問題，提出心室α4β2煙堿型乙酰膽堿受體（α4β2 nAChRs）可作為新的可成藥靶點。傳統(tǒng)抗心律失常藥物多以離子通道阻滯為核心，但常受限于療效不足、治療窗窄和促心律失常風險。作者通過系統(tǒng)藥理篩選發(fā)現(xiàn)，增強α4β2 nAChRs功能，尤其是采用正變構(gòu)調(diào)節(jié)劑（PAM）增強受體活性，可能是一種區(qū)別于傳統(tǒng)離子通道阻滯的新型抗心律失常策略。

在此基礎上，研究團隊結(jié)合結(jié)構(gòu)分析、藥理篩選和AI輔助藥物設計，開發(fā)出首創(chuàng)型候選化合物salvage-1。該分子可選擇性作用于α4亞基上的Phe312和Phe316位點，將α4β2 nAChRs穩(wěn)定在開放通道狀態(tài)，從而增強乙酰膽堿門控電流。在大鼠缺血再灌注模型、壓力超負荷心衰模型、豬離體心臟模型以及終末期心衰患者離體心臟模型中，salvage-1均表現(xiàn)出穩(wěn)定的抗心律失常作用，既可預防FVT發(fā)生，也可快速終止已發(fā)生的FVT。

機制上，salvage-1并非通過廣泛阻斷Na?、K?或Ca2?通道發(fā)揮作用，而是選擇性增強受損心肌中的α4β2 nAChRs功能，提高乙酰膽堿門控電流，改善病變心肌傳導速度，降低電傳導離散度，并抑制折返這一FVT維持的核心電生理機制。更重要的是，salvage-1在健康心肌中未顯著干擾基礎電生理參數(shù)，如心率、PR間期、QRS時限和QTc間期；在豬和人離體心臟FVT模型中，其終止心律失常的效果優(yōu)于臨床常用藥物利多卡因。該研究為致死性室性心律失常的藥物治療提供了新的靶點和候選分子，也提示抗心律失常藥物研發(fā)可從傳統(tǒng)離子通道阻滯轉(zhuǎn)向更精準的受體調(diào)節(jié)策略。

?獲取原文PDF文件，請關注本公眾號，并在后臺私信留言“20260523”，可自助獲?。。?！

?或請關注本公眾號“代謝與整合生物學”，然后點擊下方鏈接，自動跳轉(zhuǎn)下載頁面：

代謝與整合生物學微信公眾號-20260523.pdf

【摘要】

致死性室性快速性心律失常（fatal ventricular tachyarrhythmias，F(xiàn)VTs）是全球范圍內(nèi)導致心源性猝死的重要原因。盡管其臨床意義重大，目前抗心律失常治療仍受到療效有限和促心律失常風險的限制。內(nèi)源性心臟膽堿能信號可參與電生理調(diào)控，但作為該系統(tǒng)關鍵組成部分的心室 α4β2 煙堿型乙酰膽堿受體（nicotinic acetylcholine receptors，nAChRs）是否可作為 FVT 治療靶點，仍有待明確。

本研究通過藥理篩選發(fā)現(xiàn)，α4β2 nAChRs 的正變構(gòu)調(diào)節(jié)劑（positive allosteric modulators，PAMs）具有抗心律失常特性。基于結(jié)構(gòu)設計，研究者開發(fā)出 salvage-1，并在嚙齒動物、豬和人離體心臟 FVT 模型中評估其療效和安全性。研究進一步采用膜片鉗電生理、高分辨率光學標測和分子動力學模擬等方法解析其作用機制。

結(jié)果顯示，藥理篩選驗證了增強 α4β2 nAChRs 功能是一種具有潛力的抗心律失常策略。結(jié)構(gòu)引導開發(fā)獲得的 salvage-1 是一種 PAM，可選擇性結(jié)合 α4 亞基上的 Phe312 和 Phe316，并使受體穩(wěn)定于開放通道狀態(tài)。在嚙齒動物、豬和人離體心臟 FVT 模型中，salvage-1 均可持續(xù)預防心律失常發(fā)生，并快速恢復竇性心律。機制上，salvage-1 增強乙酰膽堿門控電流，選擇性改善損傷心肌中的傳導速度，并抑制折返，而不損害健康組織的電生理穩(wěn)定性。

本研究將心室 α4β2 nAChRs 確定為 FVTs 的可成藥靶點，并提出 salvage-1 作為首創(chuàng)型治療候選物，為心律失常藥物治療建立了新的研究方向。

01

研究背景及科學問題

盡管心律失常管理已經(jīng)取得顯著進展，如何實現(xiàn)安全而有效的藥物治療，仍是現(xiàn)代臨床實踐中的關鍵挑戰(zhàn)。目前獲批的抗心律失常藥物，如離子通道阻滯劑，通常存在治療窗窄、促心律失常風險較高等問題。這些藥物不僅可能加重既有心律失常，還可能誘發(fā)新的危及生命的心律失常事件，從而增加全因死亡和心血管死亡風險。因此，更加選擇性、基于機制的抗心律失常策略仍有迫切需求。

在臨床上，致死性室性快速性心律失常（FVTs），如室性心動過速（ventricular tachycardia，VT）和心室顫動（ventricular fibrillation，VF），是最致命的心律失常類型之一。如果不及時處理，患者可在數(shù)分鐘內(nèi)發(fā)生心源性猝死。作者團隊近期研究發(fā)現(xiàn)，心室心肌細胞中的內(nèi)源性膽堿能系統(tǒng)（endogenous cholinergic system，ECS）能夠在不依賴自主神經(jīng)輸入的情況下調(diào)節(jié)局部電生理，其中煙堿型乙酰膽堿受體（nAChRs）是關鍵的信號介質(zhì)。重要的是，實驗結(jié)果表明 α4β2 nAChR 信號失調(diào)參與 FVT 發(fā)生，而靶向增強該受體功能可有效降低心律失常易感性。這些發(fā)現(xiàn)提示，α4β2 nAChR 可能成為抗心律失常干預的潛在治療靶點。為了將這一潛力轉(zhuǎn)化為臨床現(xiàn)實，一方面需要系統(tǒng)驗證靶點可信度，另一方面也需要開發(fā)具有創(chuàng)新結(jié)構(gòu)、具備治療可行性的候選藥物。

因此，本研究旨在探索靶向 α4β2 nAChRs 治療 FVTs 的抗心律失常潛力。研究者結(jié)合結(jié)構(gòu)分析和藥理篩選，開發(fā) α4β2 nAChRs 調(diào)節(jié)劑，并評估其對受體功能和心律失常發(fā)生的影響。結(jié)果顯示，調(diào)節(jié) α4β2 nAChRs 是一種有效的抗心律失常策略，也提示抗心律失常藥物發(fā)現(xiàn)可突破傳統(tǒng)“以離子通道為中心”的框架，轉(zhuǎn)向新的非經(jīng)典治療靶點。

02

重要發(fā)現(xiàn)及亮點

功能篩選發(fā)現(xiàn) α4β2 nAChRs 是 FVTs 的新型治療靶點

為尋找 FVTs 的新型可成藥靶點，研究者圍繞 ECS 相關通路開展系統(tǒng)藥理篩選。ECS 是近期發(fā)現(xiàn)的心室電生理局部調(diào)節(jié)系統(tǒng)。研究采用可穩(wěn)定產(chǎn)生持續(xù)性心律失常發(fā)作的離體大鼠缺血再灌注（ischaemia-reperfusion，I/R）誘導 FVT 模型，篩選了來自 DrugBank 和 PubChem 數(shù)據(jù)庫的 56 種化合物，其中包括 19 種臨床已批準藥物和 37 種靶向乙酰膽堿相關通路的工具化合物。

篩選結(jié)果顯示，α4β2 nAChRs 的部分激動劑伐尼克蘭（varenicline，Var）和 α4β2 nAChRs 的正變構(gòu)調(diào)節(jié)劑 desformylflustrabromine（dFBr）是效果最突出的候選物。10 μM 伐尼克蘭可將 FVT 發(fā)生率從 100% 降至 25%（P<0.0001），并將心律失常持續(xù)時間從 9.5 min（95% CI：5.59–13.36）縮短至 0.76 min（95% CI：0.07–1.45）（P<0.0001）。更值得注意的是，dFBr 表現(xiàn)出更強作用，可顯著降低 FVT 發(fā)生率和持續(xù)時間。這些抗心律失常作用也在體內(nèi)實驗中得到進一步確認：在 I/R 損傷大鼠中，兩種化合物（10 mg/kg）均顯著抑制 FVT 誘發(fā)率和持續(xù)時間，其中 dFBr 在所有終點上均優(yōu)于伐尼克蘭。總體來看，這些結(jié)果不僅驗證 α4β2 nAChRs 是 FVT 干預的潛在靶點，也提示相較于直接激活受體，變構(gòu)調(diào)節(jié)可能具有更強的抗心律失常效果。

圖1：功能篩選發(fā)現(xiàn)心室 α4β2 nAChRs 是 FVTs 的新型治療靶點。（A）三階段篩選流程：從超過 4000 種 FDA 批準藥物和超過 10 000 種化合物中篩選出 56 種心室內(nèi)源性膽堿能系統(tǒng)（ECS）調(diào)節(jié)劑，在離體大鼠缺血再灌注（I/R）模型中進行功能評價，并通過光學標測、膜片鉗和蛋白檢測進行驗證。（B–E）代表性心電圖（ECGs）和柱狀圖顯示，伐尼克蘭（Var）（B）和 desformylflustrabromine（dFBr）（D）可特異性抑制致死性室性快速性心律失常（FVT）的誘發(fā)，并縮短發(fā)作持續(xù)時間。每組 n=6–11。（F–I）接受 10 mg/kg Var（F–G）或 dFBr（H–I）處理大鼠的代表性 ECG 和柱狀圖，每組 n=5–10。數(shù)據(jù)以中位數(shù)（四分位距，IQR）或均值（標準差，SD）表示。（I，左）采用單因素方差分析并進行 Dunnett 多重比較檢驗；（C）、（E）、（G）和（I，右）采用 Kruskal–Wallis 檢驗并進行 Dunn 多重比較檢驗。

考慮到心室電傳導受損是心律失常發(fā)生的重要電生理因素，研究者進一步評估上述兩種化合物是否可調(diào)節(jié)離體大鼠 I/R 損傷后的傳導速度（conduction velocity，CV）。使用 Di-4-ANEPPS 進行光學標測后發(fā)現(xiàn)，與健康心肌相比，I/R 損傷心室心肌中的 CV 顯著下降（0.51±0.048 mm/ms vs. 0.98±0.095 mm/ms，P<0.0001）。伐尼克蘭和 dFBr 可部分逆轉(zhuǎn)這一傳導缺陷，將 CV 分別提高至 0.69±0.11 mm/ms（P=0.0095）和 0.77±0.055 mm/ms（P<0.0001）。這一功能性結(jié)果進一步支持調(diào)節(jié) α4β2 nAChRs 具有抗心律失常作用。

為了進一步評估 α4β2 nAChRs 作為治療靶點的功能相關性，研究者在 I/R 損傷心臟分離的大鼠心室心肌細胞中進行膜片鉗記錄。I/R 損傷后，乙酰膽堿（acetylcholine，ACh）門控電流顯著下降（2.8±2.4 vs. 0.39±0.02 pA/pF，P=0.00012），提示受體功能明顯受損。重要的是，伐尼克蘭和 dFBr 均可部分恢復這些電流（伐尼克蘭：P=0.036；dFBr：P=0.0030），為 α4β2 nAChRs 穩(wěn)定損傷心肌電活動的治療潛力提供了直接證據(jù)。

此外，研究者還觀察到，在 I/R 損傷大鼠心臟和人衰竭心臟中，α4β2 nAChRs 亞基表達均顯著下降。在 I/R 損傷大鼠心肌中，α4 亞基（由 Chrna4 編碼）和 β2 亞基（由 Chrnb2 編碼）蛋白水平顯著降低（α4：P=0.0049；β2：P=0.033）。免疫熒光成像進一步支持這一結(jié)果，與假手術對照相比，α4β2 nAChRs 染色幾乎完全丟失。人衰竭心肌組織中也觀察到 α4 和 β2 亞基蛋白表達下降。這些結(jié)果提示，α4β2 nAChRs 的病理性重構(gòu)可能參與心律失常發(fā)生的分子基礎。

圖2：α4β2 nAChRs 調(diào)節(jié)可改善 I/R 損傷后的傳導并恢復受體功能。（A）等時圖顯示 I/R 誘導的 CV 損害可被 Var 或 dFBr 部分逆轉(zhuǎn)，每組 n=7–8。（B）全細胞記錄顯示，I/R 后乙酰膽堿（ACh）誘發(fā)電流顯著丟失，兩種藥物均可部分恢復該電流（每組來自 3–4 只大鼠的 n=9–10 個細胞）。（C 和 D）毛細管 Western blot（C）和免疫熒光（D）顯示，與假手術對照相比，缺血再灌注（I/R）損傷大鼠心臟中 CHRNA4 和 CHRNB2 表達降低。比例尺，50 μm。每組 n=4 個獨立生物學樣本。（E 和 F）毛細管 Western blot（E）和免疫熒光（F）顯示，人衰竭心室中 CHRNA4/CHRNB2 蛋白減少（每組 n=6）。比例尺，75 μm。數(shù)據(jù)以中位數(shù)（IQR）或均值（SD）表示。（A）采用 Brown–Forsythe 和 Welch 方差分析，并進行 Dunnett’s T3 多重比較檢驗；（B）采用 Kruskal–Wallis 檢驗，并進行 Dunn 多重比較檢驗；（C）和（E，右）采用非配對雙側(cè) t 檢驗；（E，左）采用 Mann–Whitney 檢驗。

基于 AI 輔助設計開發(fā) α4β2 nAChRs 新型結(jié)構(gòu) PAM salvage-1

在發(fā)現(xiàn) α4β2 nAChR-PAM dFBr 具有強抗心律失?；钚院螅芯空卟捎萌斯ぶ悄埽ˋI）輔助藥物發(fā)現(xiàn)流程，篩選結(jié)構(gòu)新穎、功能優(yōu)化的 PAM。以 dFBr 作為結(jié)構(gòu)模板，研究者采用兩階段設計策略：第一，使用 FragGPT 這一生成式深度學習模型進行基于片段的分子生成，在保留模板關鍵藥效團元素的同時構(gòu)建多樣化化學骨架，從而廣泛探索化學空間。對 AI 生成分子庫進行分子對接和結(jié)構(gòu)評價后，識別出 salvage-2 至 salvage-4 作為初始先導化合物，這些化合物具有芳香核心和可形成氫鍵的側(cè)鏈，適合進一步優(yōu)化。第二，對這些 AI 生成的先導物進行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，包括骨架躍遷和片段替換等理性設計策略。研究者系統(tǒng)改變芳香核心，以尋找最佳分子框架，同時引入具有氫鍵作用特征的側(cè)鏈，以協(xié)同增強其對 α4β2 nAChRs 的結(jié)合親和力，從而優(yōu)先獲得治療潛力更高的化合物。

通過這一雙路徑設計策略，研究者開發(fā)出多個配體系列，并建立了高效的克級合成路線。目標化合物可通過標準藥物化學方法獲得，包括取代反應、Suzuki–Miyaura 交叉偶聯(lián)和酰胺化反應等，總產(chǎn)率為 35%–80%。研究共合成 23 種結(jié)構(gòu)多樣的新型小分子，涵蓋吲哚、苯并呋喃、苯并噻唑和喹喔啉等化學類型。最終化合物集合包括初始先導化合物 salvage-2 至 salvage-4，以及經(jīng)理性優(yōu)化后的衍生物。所有化合物均通過適合并行合成的匯聚路線制備，經(jīng)快速柱色譜純化至純度 >98%，并通過 1H/13C-NMR 譜和高分辨質(zhì)譜進行完整表征。該化學庫為后續(xù)藥效學、安全性和療效評估奠定了基礎。

Salvage-1 在嚙齒動物 FVT 模型中表現(xiàn)出明顯抗心律失常療效

為篩選最具 FVT 治療潛力的 α4β2 nAChRs 靶向化合物，研究者首先在健康大鼠離體灌流心臟中篩選了 23 個候選物（salvage-1 至 salvage-23）。其中 salvage-22 在 10 μM 時誘導劑量依賴性心動過緩，提示可能存在促心律失常潛力，因此被排除在后續(xù)分析之外。其余 22 個化合物在 0.1–10 μM 范圍內(nèi)表現(xiàn)出穩(wěn)定心電參數(shù)，對心率、PR 間期、QRS 時限和 QTc 間期均無顯著影響，因此被認為適合進一步療效測試。

隨后，研究者在大鼠離體 I/R 誘導 FVT 模型中評估抗心律失常活性。結(jié)果顯示，salvage-1 作用最強，在 10 μM 時可將心律失常誘發(fā)率從 100%（載體組）降至 5%（P<0.0001），并將心律失常持續(xù)時間從中位數(shù) 10 min（IQR：6.3–11）降至中位數(shù) 0 min（IQR：0–0.04）（P<0.0001）。梗死心室切片的光學標測也顯示，與載體組相比，salvage-1 可顯著改善梗死區(qū)域 CV。

體內(nèi)研究進一步證實了 salvage-1 在大鼠 I/R 誘導 FVT 模型中的強抗心律失常療效。在 1 mg/kg 劑量下，salvage-1 將 FVT 發(fā)生率從中位數(shù) 95%（IQR：90–100）降至 5%（IQR：0–10）（P<0.0001），并將心律失常持續(xù)時間從中位數(shù) 15 s（IQR：10–18）縮短至 0.08 s（IQR：0–0.54）（P<0.0001）。更重要的是，salvage-1 還可有效終止正在發(fā)生的心律失常：單次 200 μM salvage-1 推注可在 2 min 內(nèi)終止 77.8% 的 FVT 發(fā)作，提示其既適用于預防，也具有急性干預潛力。

為了評估 salvage-1 在不同模型中的穩(wěn)健性，研究者進一步在壓力超負荷誘導的心力衰竭大鼠模型中測試其效果。在該模型中，salvage-1 可在 2 min 內(nèi)成功終止 87.5% 的 FVT 發(fā)作，而載體對照組未觀察到心律失常終止?？傮w而言，salvage-1 具有雙重治療作用：既可預防 FVT 發(fā)生，也可促進快速終止。其在 I/R 和心力衰竭模型中的一致療效和快速起效特征，提示其具有成為新一代抗心律失常治療藥物的潛力。

圖3：Salvage-1 在 I/R 和 HF 嚙齒動物模型中表現(xiàn)出明顯抗心律失常療效。（A）左側(cè)：AI 輔助工作流程，整合先導化合物和基于靶點的分子生成模型，以 desformylflustrabromine（dFBr）結(jié)構(gòu)為基礎生成 23 種新型候選化合物。右側(cè)：在嚙齒動物、豬和人模型中對化合物進行功能評價。（B 和 C）10 μM salvage-1 的預防作用可在離體條件下消除可誘發(fā)的致死性室性快速性心律失常（FVT）（每組 n=5–10）。（D 和 E）1 mg/kg salvage-1 的預防作用可在體內(nèi)消除可誘發(fā)的 FVT（每組 n=7–8）。（F–I）治療性推注 salvage-1（200 μM）可在 I/R（每組 n=9，F(xiàn) 和 G）和 HF（每組 n=6–8，H 和 I）大鼠模型中快速終止已建立的 FVT。數(shù)據(jù)以中位數(shù)（IQR）表示。（C）和（E）采用 Kruskal–Wallis 檢驗，并進行 Dunn 多重比較檢驗；（G，左）和（I，左）采用 Fisher 精確檢驗；（G，右）和（I，右）采用 Mann–Whitney 檢驗。

Salvage-1 可在豬和人心臟中快速終止 FVTs，且療效優(yōu)于利多卡因

為評估 salvage-1 在嚙齒動物以外模型中的轉(zhuǎn)化潛力，研究者進一步在大型動物和人離體 FVT 模型中檢測其抗心律失常效果。在豬 I/R 損傷模型中，程序性電刺激可在所有受試心臟中穩(wěn)定誘導持續(xù)超過 10 min 的 FVT。Salvage-1 處理方案為 200 μM 推注后持續(xù)灌流 10 μM，結(jié)果顯示其可在所有樣本中恢復竇性心律（100% vs. 載體對照組 0%，P=0.0079），并將心律失常持續(xù)時間從 38±6.2 min 顯著縮短至 3.1±0.76 min（P=0.0060）。

為了進一步評估 salvage-1 的臨床轉(zhuǎn)化意義，研究者將評估擴展至終末期心力衰竭患者的離體心臟。這些樣本由于手術保存竇房結(jié)，需要進行心房起搏。在這種更接近臨床情境的條件下，程序性心室刺激可在所有心臟中成功誘導持續(xù)性 FVT。值得注意的是，在這一人離體模型中，salvage-1（200 μM 推注后 10 μM 持續(xù)灌流）可在 4 min 內(nèi)終止 100% 的心律失常發(fā)作。

鑒于利多卡因仍是臨床處理 FVTs 的一線藥物之一，研究者進一步在離體豬和人 FVT 模型中將 salvage-1 與利多卡因進行直接比較。在豬 I/R 損傷模型中，salvage-1 可在 4 min 內(nèi)終止所有 FVT 發(fā)作，而利多卡因僅在 20% 病例中實現(xiàn)終止。并且，與利多卡因相比，salvage-1 顯著縮短心律失常持續(xù)時間（3.1±0.76 vs. 25±16 min，P=0.039）。在人離體心臟中，salvage-1 同樣可在 2 min 內(nèi)穩(wěn)定終止所有 FVT 發(fā)作，而利多卡因僅在 17% 樣本中成功。這些結(jié)果表明，salvage-1 具有更強的抗心律失常能力，并能快速恢復竇性節(jié)律。

除療效外，salvage-1 還保持了穩(wěn)定的電生理特征。在離體豬心臟中，與載體對照相比，salvage-1 給藥后未顯著改變基礎電生理參數(shù)，包括心率、PR 間期、QRS 時限和 QTc 間期（所有參數(shù) P>0.05）。多電極標測顯示，salvage-1 可選擇性增強損傷心肌中的傳導。在豬 I/R 心臟中，salvage-1 將損傷心室區(qū)域 CV 從 0.44 mm/ms（95% CI：0.32–0.55）提高至 0.83 mm/ms（95% CI：0.72–0.94；P=0.018），而非損傷區(qū)域 CV 未發(fā)生變化。Salvage-1 還顯著降低傳導離散度，從 15%（95% CI：8.9–21）降至 2.9%（95% CI：0.94–4.8；P=0.0014）。相反，利多卡因會影響病變和健康心肌中的傳導。在人離體心臟中也觀察到類似結(jié)果：CV 從 0.41 mm/ms（95% CI：0.38–0.44）升至 0.68 mm/ms（95% CI：0.59–0.77；P=0.00072），電離散度從 16%（95% CI：10–21）降至 5.2%（95% CI：2.3–8；P=0.016）。

綜合來看，salvage-1 不僅可快速、強效終止心律失常，還能在不干擾生理電穩(wěn)定性的前提下選擇性恢復病變心肌傳導，提示其在處理危及生命的室性心律失常方面可能具有較好的治療窗。

圖4：Salvage-1 在豬和人 FVT 模型中顯示出優(yōu)于利多卡因的療效。（A）上方：豬缺血再灌注（I/R）心臟實驗時間線；心電圖（ECG）圖示顯示模型可靠性。中部和下方：salvage-1 在豬心臟中恢復竇性心律的效果優(yōu)于利多卡因，表現(xiàn)為更高成功率和更快終止時間（每組 n=5）。（B）上方：使用受體心臟進行離體工作心臟灌流的流程。中部和下方：在人受體心臟中，salvage-1 可有效恢復心房起搏節(jié)律并抑制 FVT，療效優(yōu)于利多卡因（每組 n=6）。（C 和 D）多電極陣列圖顯示，與利多卡因相比，salvage-1 在豬心臟和受體心臟中具有更強的提高傳導速度和降低電異質(zhì)性的能力（豬，每組 n=5；受體，每組 n=6）。數(shù)據(jù)以中位數(shù)（IQR）或均值（SD）表示。（A，右）、（C，左）和（D，右）采用 Kruskal–Wallis 檢驗，并進行 Dunn 多重比較檢驗；（D，左）采用 Brown–Forsythe 和 Welch 方差分析，并進行 Dunnett’s T3 多重比較檢驗；（B，右）和（C，右）采用單因素方差分析，并進行 Dunnett 多重比較檢驗；（A，左）和（B，左）采用 Fisher 精確檢驗。

Salvage-1 通過增強 α4β2 nAChRs 功能抑制折返

FVTs，如 VT 和 VF，主要由折返機制維持，而折返與受損心肌組織中電傳導障礙密切相關。作者此前研究顯示，乙酰膽堿可激活心室心肌細胞上的 nAChRs，產(chǎn)生調(diào)節(jié)細胞興奮性和傳導的電流。因此，研究者提出假設：salvage-1 通過增強 ACh 門控電流，提高興奮性和傳導能力，從而破壞自我維持的心律失常環(huán)路，抑制折返性心律失常。

為驗證這一點，研究者在 I/R 損傷大鼠心室中采用高分辨率光學標測。結(jié)果顯示，salvage-1 明顯抑制折返活動，表現(xiàn)為相位奇點和主頻顯著減少，而這兩項是反映折返的重要電生理指標。隨后，研究者評估梗死邊緣區(qū) CV。結(jié)果顯示，salvage-1 將 CV 從 0.18±0.098 mm/ms 提高至 0.54±0.16 mm/ms（P<0.0001），這一增強可能有助于破壞折返。

在細胞水平上，salvage-1 顯著降低動作電位啟動閾值，提示其可改善受損心肌的興奮性。全細胞膜片鉗記錄顯示，10 μM salvage-1 可使 ACh 門控電流相較載體處理細胞增強約 2 倍，這與其作為 α4β2 nAChRs PAM 的作用一致?？傮w而言，這些結(jié)果表明，salvage-1 可選擇性增強 α4β2 nAChRs 功能，提高 ACh 門控電流，改善興奮性和傳導，最終抑制折返性心律失常。這種受體靶向機制為病變心室中的節(jié)律控制提供了一種新的電生理策略。

圖5：Salvage-1 通過 α4β2 nAChR 介導的心肌興奮性和傳導性增強抑制折返。（A）光學標測顯示，與載體相比，salvage-1 可通過消除螺旋波折返（A，左）、降低主頻（dominant frequency，DF）（A，中）和改善傳導速度（A，右）來穩(wěn)定缺血再灌注（I/R）大鼠心臟的電活動。每組 n=9–10。（B 和 C）膜片鉗記錄顯示，salvage-1 可降低動作電位閾值（B）并增加乙酰膽堿（ACh）門控電流（C）（每組來自 3 只大鼠的 n=8–9 個細胞）。數(shù)據(jù)以中位數(shù)（IQR）或均值（SD）表示。（A，左）采用 Mann–Whitney 檢驗；（A，中）采用帶 Welch 校正的非配對雙側(cè) t 檢驗；（A，右）和（B）采用非配對雙側(cè) t 檢驗。

Salvage-1 穩(wěn)定 α4β2 nAChR 開放通道狀態(tài)，并特異性依賴 α4 亞基 Phe312 和 Phe316

為闡明 salvage-1 抗心律失常作用背后的分子機制，研究者首先進行熱轉(zhuǎn)移實驗（thermal shift assays，TSA）。結(jié)果顯示，10 μM salvage-1 處理可使溫度依賴性變性曲線右移，并顯著增加曲線下面積（載體組 4.16±0.16 vs. salvage-1 組 5.36±0.32，P=0.0017）。這些結(jié)果表明，salvage-1 可選擇性穩(wěn)定 α4 亞基（CHRNA4），而對 β2 亞基（CHRNB2）影響較小。值得注意的是，在具有治療相關性的濃度（10 μM）下，salvage-1 對關鍵心臟離子通道 Cav1.2 和 Nav1.5 僅表現(xiàn)出弱抑制作用，并且對多巴胺轉(zhuǎn)運體親和力較低，支持其具有較高靶點特異性。

為驗證含 α4 亞基 nAChRs 在體內(nèi)的相關性，研究者構(gòu)建了心肌細胞特異性 Chrna4 敲除（Chrna4-CKO）小鼠。光學標測和 ECG 記錄顯示，在 Chrna4-CKO 小鼠中，salvage-1 無法對 FVT 發(fā)生率、FVT 持續(xù)時間、相位奇點、主頻或 CV 產(chǎn)生統(tǒng)計學顯著影響，進一步證實 α4β2 nAChRs 對 salvage-1 的抗心律失常作用至關重要。

結(jié)構(gòu)分析方面，化學交聯(lián)質(zhì)譜顯示，在沒有 salvage-1 的情況下，α4β2 nAChRs 存在多個交聯(lián)產(chǎn)物，其中大多數(shù)超過交聯(lián)劑 DCD 的距離限制（31.86 ?），因此被歸類為超長交聯(lián)。Salvage-1 結(jié)合后，總交聯(lián)和超長交聯(lián)明顯減少，提示 salvage-1 可增強結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，并將受體鎖定在明確構(gòu)象中。單通道記錄進一步證實，salvage-1 顯著提高開放通道概率，但不影響單位電導。

圖6：Salvage-1 作為變構(gòu)穩(wěn)定劑，可在構(gòu)象層面鎖定 α4β2 nAChR。（A）熱轉(zhuǎn)移實驗（TSA）顯示 salvage-1 可選擇性穩(wěn)定 CHRNA4。n=4 次獨立實驗。（B）在有或無 salvage-1 條件下，對 α4β2 nAChRs 進行化學交聯(lián)質(zhì)譜（CL-MS）分析。插圖顯示超長交聯(lián)產(chǎn)物的細節(jié)。（C）單通道分析證實，salvage-1 在不改變單位電導的情況下增加開放概率。數(shù)據(jù)以均值（SD）表示。（C，左）采用帶 Welch 校正的非配對雙側(cè) t 檢驗；（A）采用雙因素方差分析。

為了確定 salvage-1 結(jié)合的結(jié)構(gòu)基礎，研究者基于 α4β2 nAChRs 冷凍電鏡結(jié)構(gòu)（PDB：8ST0）進行分子對接，在 α4 亞基上識別出 5 個候選結(jié)合位點。隨后，研究者采用丙氨酸掃描突變，發(fā)現(xiàn) Phe312 和 Phe316 突變（Mut.5）顯著削弱 salvage-1 結(jié)合。與此一致，F(xiàn)312A 和 F316A 可消除 salvage-1 對 ACh 門控電流的增強作用，說明這兩個氨基酸殘基對 salvage-1 活性至關重要。

進一步的分子動力學模擬覆蓋 4 種受體狀態(tài)：apo 狀態(tài)、salvage-1 結(jié)合狀態(tài)、ACh 結(jié)合狀態(tài)，以及 ACh 與 salvage-1 共同結(jié)合狀態(tài)。結(jié)果顯示，ACh 與 salvage-1 共同結(jié)合狀態(tài)具有最高開放概率，約為 35%；而 apo 狀態(tài)開放概率最低，約為 7%。ACh 與 salvage-1 共同結(jié)合狀態(tài)還表現(xiàn)出更寬的孔道尺寸、72–176 區(qū)域與 248–289 區(qū)域之間相關運動降低，以及 72–176 殘基柔性降低。這些結(jié)果共同提示，salvage-1 結(jié)合可穩(wěn)定受體并促進孔道開放。

圖7：Salvage-1 增強 α4β2 nAChR 功能的分子機制。（A）分子對接分析預測 salvage-1 與 α4 亞基之間存在 5 組可能結(jié)合位點。（B）在表達完整 CHRNA4 野生型和突變體 1–5 的 HEK293T 細胞中記錄乙酰膽堿（ACh）門控電流的典型軌跡（Mut.1：K50A/W51A/W119A/R120A；Mut.2：W88A/D202A；Mut.3：F170A/I251A/W622A；Mut.4：E270A/E589A/M596A；Mut.5：F312A/F316A）。在 Mut.5：F312A/F316A 中，salvage-1 的增強作用消失（每組 n=8–11）。（C–F）分子動力學模擬：ACh+salvage-1 產(chǎn)生最大最小孔道半徑和最高開放概率（C–D）。動態(tài)交叉相關矩陣和均方根漲落分析顯示，α4 殘基 72–176 和 248–289 區(qū)域的反相關運動減弱，柔性降低（E–F）。數(shù)據(jù)以均值（SD）表示。（B）采用單因素方差分析并進行 Dunnett 多重比較檢驗。

綜合機制總結(jié)

整體來看，本研究提出了一種區(qū)別于傳統(tǒng)離子通道阻滯的抗心律失常新思路。Salvage-1 并不是通過廣泛抑制 Na?、K? 或 Ca2? 通道來發(fā)揮作用，而是通過正變構(gòu)調(diào)節(jié) α4β2 nAChRs，增強受損心肌中 ACh 門控電流，降低動作電位啟動閾值，改善梗死邊緣區(qū)或損傷區(qū)域的傳導速度，并降低電傳導離散度。由于折返性心律失常依賴局部傳導減慢、單向阻滯和電異質(zhì)性，salvage-1 對病變心肌傳導的選擇性恢復，可破壞折返維持條件，從而終止 FVT。

更重要的是，salvage-1 對健康心肌基礎電生理影響較小，不顯著改變心率、PR 間期、QRS 時限和 QTc 間期，也未對非損傷心肌產(chǎn)生明顯傳導干擾。這種“病變組織選擇性恢復傳導，而非全局性抑制電活動”的特點，使其與傳統(tǒng)離子通道阻滯劑形成明顯區(qū)別。

【Citation】:Xie, D., Min, W., Wang, G., Zou, Q., Zheng, Q., Chen, Z., Shao, B., Yang, P., Sun, H., Xiong, K., Gu, H., Shi, J., Xu, X., Xu, H., Yuan, Y., Zhao, X., Tao, X., Wang, Y., Liu, Y., Dong, N., Hao, H., & Chen, Y.-H. Cardiac α4β2 nicotinic receptors as a therapeutic target for fatal ventricular arrhythmias.European Heart Journal, ehag293 (2026).

【貢獻】★★★★★

本研究確立心臟 α4β2 nAChRs 是 FVTs 的新型治療靶點?；谶@一受體的結(jié)構(gòu)靶向策略，研究者開發(fā)出首創(chuàng)型正變構(gòu)調(diào)節(jié)劑 salvage-1。該化合物可結(jié)合 Phe312 和 Phe316，并將受體鎖定于開放通道狀態(tài)。

這一分子作用進一步轉(zhuǎn)化為組織特異性的治療效果：salvage-1 可在損傷心肌中選擇性增強乙酰膽堿門控電流，抑制折返并終止 FVT，同時保留健康組織的電生理穩(wěn)定性。相較于傳統(tǒng)離子通道阻滯劑，這種靶向療效和安全性具有明顯差異。

總體而言，本研究推動 α4β2 nAChRs 增強作用成為一種新的抗心律失常策略，并將 salvage-1 定位為一種機制上不同于傳統(tǒng)藥物的治療候選物，為解決危及生命心律失常管理中長期存在的治療空白提供了新的方向。

免責聲明：本公眾號尊重并倡導保護知識產(chǎn)權(quán)，本文所引述觀點、言論、圖片及其他信息僅供參考和資訊傳播之目的，希望能給讀者帶來科研的靈感。文章素材來源于European Heart Journal官網(wǎng)原文編譯，部分來源在線網(wǎng)站，如涉及版權(quán)，聯(lián)系刪除！

人才與合作推廣

本公眾號長期關注代謝疾病、藥理學、生物醫(yī)學。中醫(yī)藥現(xiàn)代化、多組學與轉(zhuǎn)化醫(yī)學等研究方向，現(xiàn)開設“人才與合作推廣”板塊，面向高校、醫(yī)院、科研院所、企業(yè)研發(fā)平臺及課題組開放招聘與學術推廣服務。
?可發(fā)布內(nèi)容包括：(1) 博士后招聘；(2) 博士、碩士招生；(3) 科研助理、實驗技術員招聘；(4) 青年PI/高層次人才招聘；(5) 課題組介紹與成果推廣；(6) 學術會議、論壇與培訓班宣傳；(7) 科研平臺、技術服務與合作項目推廣。
我們將結(jié)合團隊研究方向和公眾號讀者特點，提供專業(yè)、清晰、精準的圖文展示，幫助優(yōu)質(zhì)課題組和科研平臺觸達更多相關領域讀者。如需發(fā)布招聘或合作推廣信息，歡迎通過公眾號后臺聯(lián)系。

【中科院1區(qū)｜肝臟與胃腸病學TOP期刊】

【中科院1區(qū)｜Cell子刊】

【中科院1區(qū)｜材料學TOP期刊】