Eur Heart J｜突破传统离子通道阻滞：salvage-1靶向心脏烟碱受体, 快速终止心律失常！(陈义汉/郝海平/董念国—同济/中国药科/华中科技)

2026年5月，上海东方医院/同济大学医学院陈义汉团队、中国药科大学郝海平团队、华中科技大学同济医学院附属协和医院董念国团队等，联合同济大学上海心律失常研究中心、同济大学医学院病理学与病理生理学系、中国医学科学院心律起源与调控研究单元等单位，在European Heart Journal（中科院1区，2024 Impact Factor=35.7）在线发表题为“Cardiac α4β2 nicotinic receptors as a therapeutic target for fatal ventricular arrhythmias”的研究论文。该文于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日在线发表。

该研究聚焦致死性室性快速性心律失常（FVTs）这一导致心源性猝死的重要临床问题，提出心室α4β2烟碱型乙酰胆碱受体（α4β2 nAChRs）可作为新的可成药靶点。传统抗心律失常药物多以离子通道阻滞为核心，但常受限于疗效不足、治疗窗窄和促心律失常风险。作者通过系统药理筛选发现，增强α4β2 nAChRs功能，尤其是采用正变构调节剂（PAM）增强受体活性，可能是一种区别于传统离子通道阻滞的新型抗心律失常策略。

在此基础上，研究团队结合结构分析、药理筛选和AI辅助药物设计，开发出首创型候选化合物salvage-1。该分子可选择性作用于α4亚基上的Phe312和Phe316位点，将α4β2 nAChRs稳定在开放通道状态，从而增强乙酰胆碱门控电流。在大鼠缺血再灌注模型、压力超负荷心衰模型、猪离体心脏模型以及终末期心衰患者离体心脏模型中，salvage-1均表现出稳定的抗心律失常作用，既可预防FVT发生，也可快速终止已发生的FVT。

机制上，salvage-1并非通过广泛阻断Na⁺、K⁺或Ca²⁺通道发挥作用，而是选择性增强受损心肌中的α4β2 nAChRs功能，提高乙酰胆碱门控电流，改善病变心肌传导速度，降低电传导离散度，并抑制折返这一FVT维持的核心电生理机制。更重要的是，salvage-1在健康心肌中未显著干扰基础电生理参数，如心率、PR间期、QRS时限和QTc间期；在猪和人离体心脏FVT模型中，其终止心律失常的效果优于临床常用药物利多卡因。该研究为致死性室性心律失常的药物治疗提供了新的靶点和候选分子，也提示抗心律失常药物研发可从传统离子通道阻滞转向更精准的受体调节策略。

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【摘要】

致死性室性快速性心律失常（fatal ventricular tachyarrhythmias，FVTs）是全球范围内导致心源性猝死的重要原因。尽管其临床意义重大，目前抗心律失常治疗仍受到疗效有限和促心律失常风险的限制。内源性心脏胆碱能信号可参与电生理调控，但作为该系统关键组成部分的心室 α4β2 烟碱型乙酰胆碱受体（nicotinic acetylcholine receptors，nAChRs）是否可作为 FVT 治疗靶点，仍有待明确。

本研究通过药理筛选发现，α4β2 nAChRs 的正变构调节剂（positive allosteric modulators，PAMs）具有抗心律失常特性。基于结构设计，研究者开发出 salvage-1，并在啮齿动物、猪和人离体心脏 FVT 模型中评估其疗效和安全性。研究进一步采用膜片钳电生理、高分辨率光学标测和分子动力学模拟等方法解析其作用机制。

结果显示，药理筛选验证了增强 α4β2 nAChRs 功能是一种具有潜力的抗心律失常策略。结构引导开发获得的 salvage-1 是一种 PAM，可选择性结合 α4 亚基上的 Phe312 和 Phe316，并使受体稳定于开放通道状态。在啮齿动物、猪和人离体心脏 FVT 模型中，salvage-1 均可持续预防心律失常发生，并快速恢复窦性心律。机制上，salvage-1 增强乙酰胆碱门控电流，选择性改善损伤心肌中的传导速度，并抑制折返，而不损害健康组织的电生理稳定性。

本研究将心室 α4β2 nAChRs 确定为 FVTs 的可成药靶点，并提出 salvage-1 作为首创型治疗候选物，为心律失常药物治疗建立了新的研究方向。

01

研究背景及科学问题

尽管心律失常管理已经取得显著进展，如何实现安全而有效的药物治疗，仍是现代临床实践中的关键挑战。目前获批的抗心律失常药物，如离子通道阻滞剂，通常存在治疗窗窄、促心律失常风险较高等问题。这些药物不仅可能加重既有心律失常，还可能诱发新的危及生命的心律失常事件，从而增加全因死亡和心血管死亡风险。因此，更加选择性、基于机制的抗心律失常策略仍有迫切需求。

在临床上，致死性室性快速性心律失常（FVTs），如室性心动过速（ventricular tachycardia，VT）和心室颤动（ventricular fibrillation，VF），是最致命的心律失常类型之一。如果不及时处理，患者可在数分钟内发生心源性猝死。作者团队近期研究发现，心室心肌细胞中的内源性胆碱能系统（endogenous cholinergic system，ECS）能够在不依赖自主神经输入的情况下调节局部电生理，其中烟碱型乙酰胆碱受体（nAChRs）是关键的信号介质。重要的是，实验结果表明 α4β2 nAChR 信号失调参与 FVT 发生，而靶向增强该受体功能可有效降低心律失常易感性。这些发现提示，α4β2 nAChR 可能成为抗心律失常干预的潜在治疗靶点。为了将这一潜力转化为临床现实，一方面需要系统验证靶点可信度，另一方面也需要开发具有创新结构、具备治疗可行性的候选药物。

因此，本研究旨在探索靶向 α4β2 nAChRs 治疗 FVTs 的抗心律失常潜力。研究者结合结构分析和药理筛选，开发 α4β2 nAChRs 调节剂，并评估其对受体功能和心律失常发生的影响。结果显示，调节 α4β2 nAChRs 是一种有效的抗心律失常策略，也提示抗心律失常药物发现可突破传统“以离子通道为中心”的框架，转向新的非经典治疗靶点。

02

重要发现及亮点

功能筛选发现 α4β2 nAChRs 是 FVTs 的新型治疗靶点

为寻找 FVTs 的新型可成药靶点，研究者围绕 ECS 相关通路开展系统药理筛选。ECS 是近期发现的心室电生理局部调节系统。研究采用可稳定产生持续性心律失常发作的离体大鼠缺血再灌注（ischaemia-reperfusion，I/R）诱导 FVT 模型，筛选了来自 DrugBank 和 PubChem 数据库的 56 种化合物，其中包括 19 种临床已批准药物和 37 种靶向乙酰胆碱相关通路的工具化合物。

筛选结果显示，α4β2 nAChRs 的部分激动剂伐尼克兰（varenicline，Var）和 α4β2 nAChRs 的正变构调节剂 desformylflustrabromine（dFBr）是效果最突出的候选物。10 µM 伐尼克兰可将 FVT 发生率从 100% 降至 25%（P<0.0001），并将心律失常持续时间从 9.5 min（95% CI：5.59–13.36）缩短至 0.76 min（95% CI：0.07–1.45）（P<0.0001）。更值得注意的是，dFBr 表现出更强作用，可显著降低 FVT 发生率和持续时间。这些抗心律失常作用也在体内实验中得到进一步确认：在 I/R 损伤大鼠中，两种化合物（10 mg/kg）均显著抑制 FVT 诱发率和持续时间，其中 dFBr 在所有终点上均优于伐尼克兰。总体来看，这些结果不仅验证 α4β2 nAChRs 是 FVT 干预的潜在靶点，也提示相较于直接激活受体，变构调节可能具有更强的抗心律失常效果。

图1：功能筛选发现心室 α4β2 nAChRs 是 FVTs 的新型治疗靶点。（A）三阶段筛选流程：从超过 4000 种 FDA 批准药物和超过 10 000 种化合物中筛选出 56 种心室内源性胆碱能系统（ECS）调节剂，在离体大鼠缺血再灌注（I/R）模型中进行功能评价，并通过光学标测、膜片钳和蛋白检测进行验证。（B–E）代表性心电图（ECGs）和柱状图显示，伐尼克兰（Var）（B）和 desformylflustrabromine（dFBr）（D）可特异性抑制致死性室性快速性心律失常（FVT）的诱发，并缩短发作持续时间。每组 n=6–11。（F–I）接受 10 mg/kg Var（F–G）或 dFBr（H–I）处理大鼠的代表性 ECG 和柱状图，每组 n=5–10。数据以中位数（四分位距，IQR）或均值（标准差，SD）表示。（I，左）采用单因素方差分析并进行 Dunnett 多重比较检验；（C）、（E）、（G）和（I，右）采用 Kruskal–Wallis 检验并进行 Dunn 多重比较检验。

考虑到心室电传导受损是心律失常发生的重要电生理因素，研究者进一步评估上述两种化合物是否可调节离体大鼠 I/R 损伤后的传导速度（conduction velocity，CV）。使用 Di-4-ANEPPS 进行光学标测后发现，与健康心肌相比，I/R 损伤心室心肌中的 CV 显著下降（0.51±0.048 mm/ms vs. 0.98±0.095 mm/ms，P<0.0001）。伐尼克兰和 dFBr 可部分逆转这一传导缺陷，将 CV 分别提高至 0.69±0.11 mm/ms（P=0.0095）和 0.77±0.055 mm/ms（P<0.0001）。这一功能性结果进一步支持调节 α4β2 nAChRs 具有抗心律失常作用。

为了进一步评估 α4β2 nAChRs 作为治疗靶点的功能相关性，研究者在 I/R 损伤心脏分离的大鼠心室心肌细胞中进行膜片钳记录。I/R 损伤后，乙酰胆碱（acetylcholine，ACh）门控电流显著下降（2.8±2.4 vs. 0.39±0.02 pA/pF，P=0.00012），提示受体功能明显受损。重要的是，伐尼克兰和 dFBr 均可部分恢复这些电流（伐尼克兰：P=0.036；dFBr：P=0.0030），为 α4β2 nAChRs 稳定损伤心肌电活动的治疗潜力提供了直接证据。

此外，研究者还观察到，在 I/R 损伤大鼠心脏和人衰竭心脏中，α4β2 nAChRs 亚基表达均显著下降。在 I/R 损伤大鼠心肌中，α4 亚基（由 Chrna4 编码）和 β2 亚基（由 Chrnb2 编码）蛋白水平显著降低（α4：P=0.0049；β2：P=0.033）。免疫荧光成像进一步支持这一结果，与假手术对照相比，α4β2 nAChRs 染色几乎完全丢失。人衰竭心肌组织中也观察到 α4 和 β2 亚基蛋白表达下降。这些结果提示，α4β2 nAChRs 的病理性重构可能参与心律失常发生的分子基础。

图2：α4β2 nAChRs 调节可改善 I/R 损伤后的传导并恢复受体功能。（A）等时图显示 I/R 诱导的 CV 损害可被 Var 或 dFBr 部分逆转，每组 n=7–8。（B）全细胞记录显示，I/R 后乙酰胆碱（ACh）诱发电流显著丢失，两种药物均可部分恢复该电流（每组来自 3–4 只大鼠的 n=9–10 个细胞）。（C 和 D）毛细管 Western blot（C）和免疫荧光（D）显示，与假手术对照相比，缺血再灌注（I/R）损伤大鼠心脏中 CHRNA4 和 CHRNB2 表达降低。比例尺，50 μm。每组 n=4 个独立生物学样本。（E 和 F）毛细管 Western blot（E）和免疫荧光（F）显示，人衰竭心室中 CHRNA4/CHRNB2 蛋白减少（每组 n=6）。比例尺，75 μm。数据以中位数（IQR）或均值（SD）表示。（A）采用 Brown–Forsythe 和 Welch 方差分析，并进行 Dunnett’s T3 多重比较检验；（B）采用 Kruskal–Wallis 检验，并进行 Dunn 多重比较检验；（C）和（E，右）采用非配对双侧 t 检验；（E，左）采用 Mann–Whitney 检验。

基于 AI 辅助设计开发 α4β2 nAChRs 新型结构 PAM salvage-1

在发现 α4β2 nAChR-PAM dFBr 具有强抗心律失常活性后，研究者采用人工智能（AI）辅助药物发现流程，筛选结构新颖、功能优化的 PAM。以 dFBr 作为结构模板，研究者采用两阶段设计策略：第一，使用 FragGPT 这一生成式深度学习模型进行基于片段的分子生成，在保留模板关键药效团元素的同时构建多样化化学骨架，从而广泛探索化学空间。对 AI 生成分子库进行分子对接和结构评价后，识别出 salvage-2 至 salvage-4 作为初始先导化合物，这些化合物具有芳香核心和可形成氢键的侧链，适合进一步优化。第二，对这些 AI 生成的先导物进行系统结构优化，包括骨架跃迁和片段替换等理性设计策略。研究者系统改变芳香核心，以寻找最佳分子框架，同时引入具有氢键作用特征的侧链，以协同增强其对 α4β2 nAChRs 的结合亲和力，从而优先获得治疗潜力更高的化合物。

通过这一双路径设计策略，研究者开发出多个配体系列，并建立了高效的克级合成路线。目标化合物可通过标准药物化学方法获得，包括取代反应、Suzuki–Miyaura 交叉偶联和酰胺化反应等，总产率为 35%–80%。研究共合成 23 种结构多样的新型小分子，涵盖吲哚、苯并呋喃、苯并噻唑和喹喔啉等化学类型。最终化合物集合包括初始先导化合物 salvage-2 至 salvage-4，以及经理性优化后的衍生物。所有化合物均通过适合并行合成的汇聚路线制备，经快速柱色谱纯化至纯度 >98%，并通过 1H/13C-NMR 谱和高分辨质谱进行完整表征。该化学库为后续药效学、安全性和疗效评估奠定了基础。

Salvage-1 在啮齿动物 FVT 模型中表现出明显抗心律失常疗效

为筛选最具 FVT 治疗潜力的 α4β2 nAChRs 靶向化合物，研究者首先在健康大鼠离体灌流心脏中筛选了 23 个候选物（salvage-1 至 salvage-23）。其中 salvage-22 在 10 μM 时诱导剂量依赖性心动过缓，提示可能存在促心律失常潜力，因此被排除在后续分析之外。其余 22 个化合物在 0.1–10 μM 范围内表现出稳定心电参数，对心率、PR 间期、QRS 时限和 QTc 间期均无显著影响，因此被认为适合进一步疗效测试。

随后，研究者在大鼠离体 I/R 诱导 FVT 模型中评估抗心律失常活性。结果显示，salvage-1 作用最强，在 10 μM 时可将心律失常诱发率从 100%（载体组）降至 5%（P<0.0001），并将心律失常持续时间从中位数 10 min（IQR：6.3–11）降至中位数 0 min（IQR：0–0.04）（P<0.0001）。梗死心室切片的光学标测也显示，与载体组相比，salvage-1 可显著改善梗死区域 CV。

体内研究进一步证实了 salvage-1 在大鼠 I/R 诱导 FVT 模型中的强抗心律失常疗效。在 1 mg/kg 剂量下，salvage-1 将 FVT 发生率从中位数 95%（IQR：90–100）降至 5%（IQR：0–10）（P<0.0001），并将心律失常持续时间从中位数 15 s（IQR：10–18）缩短至 0.08 s（IQR：0–0.54）（P<0.0001）。更重要的是，salvage-1 还可有效终止正在发生的心律失常：单次 200 μM salvage-1 推注可在 2 min 内终止 77.8% 的 FVT 发作，提示其既适用于预防，也具有急性干预潜力。

为了评估 salvage-1 在不同模型中的稳健性，研究者进一步在压力超负荷诱导的心力衰竭大鼠模型中测试其效果。在该模型中，salvage-1 可在 2 min 内成功终止 87.5% 的 FVT 发作，而载体对照组未观察到心律失常终止。总体而言，salvage-1 具有双重治疗作用：既可预防 FVT 发生，也可促进快速终止。其在 I/R 和心力衰竭模型中的一致疗效和快速起效特征，提示其具有成为新一代抗心律失常治疗药物的潜力。

图3：Salvage-1 在 I/R 和 HF 啮齿动物模型中表现出明显抗心律失常疗效。（A）左侧：AI 辅助工作流程，整合先导化合物和基于靶点的分子生成模型，以 desformylflustrabromine（dFBr）结构为基础生成 23 种新型候选化合物。右侧：在啮齿动物、猪和人模型中对化合物进行功能评价。（B 和 C）10 µM salvage-1 的预防作用可在离体条件下消除可诱发的致死性室性快速性心律失常（FVT）（每组 n=5–10）。（D 和 E）1 mg/kg salvage-1 的预防作用可在体内消除可诱发的 FVT（每组 n=7–8）。（F–I）治疗性推注 salvage-1（200 µM）可在 I/R（每组 n=9，F 和 G）和 HF（每组 n=6–8，H 和 I）大鼠模型中快速终止已建立的 FVT。数据以中位数（IQR）表示。（C）和（E）采用 Kruskal–Wallis 检验，并进行 Dunn 多重比较检验；（G，左）和（I，左）采用 Fisher 精确检验；（G，右）和（I，右）采用 Mann–Whitney 检验。

Salvage-1 可在猪和人心脏中快速终止 FVTs，且疗效优于利多卡因

为评估 salvage-1 在啮齿动物以外模型中的转化潜力，研究者进一步在大型动物和人离体 FVT 模型中检测其抗心律失常效果。在猪 I/R 损伤模型中，程序性电刺激可在所有受试心脏中稳定诱导持续超过 10 min 的 FVT。Salvage-1 处理方案为 200 μM 推注后持续灌流 10 μM，结果显示其可在所有样本中恢复窦性心律（100% vs. 载体对照组 0%，P=0.0079），并将心律失常持续时间从 38±6.2 min 显著缩短至 3.1±0.76 min（P=0.0060）。

为了进一步评估 salvage-1 的临床转化意义，研究者将评估扩展至终末期心力衰竭患者的离体心脏。这些样本由于手术保存窦房结，需要进行心房起搏。在这种更接近临床情境的条件下，程序性心室刺激可在所有心脏中成功诱导持续性 FVT。值得注意的是，在这一人离体模型中，salvage-1（200 μM 推注后 10 μM 持续灌流）可在 4 min 内终止 100% 的心律失常发作。

鉴于利多卡因仍是临床处理 FVTs 的一线药物之一，研究者进一步在离体猪和人 FVT 模型中将 salvage-1 与利多卡因进行直接比较。在猪 I/R 损伤模型中，salvage-1 可在 4 min 内终止所有 FVT 发作，而利多卡因仅在 20% 病例中实现终止。并且，与利多卡因相比，salvage-1 显著缩短心律失常持续时间（3.1±0.76 vs. 25±16 min，P=0.039）。在人离体心脏中，salvage-1 同样可在 2 min 内稳定终止所有 FVT 发作，而利多卡因仅在 17% 样本中成功。这些结果表明，salvage-1 具有更强的抗心律失常能力，并能快速恢复窦性节律。

除疗效外，salvage-1 还保持了稳定的电生理特征。在离体猪心脏中，与载体对照相比，salvage-1 给药后未显著改变基础电生理参数，包括心率、PR 间期、QRS 时限和 QTc 间期（所有参数 P>0.05）。多电极标测显示，salvage-1 可选择性增强损伤心肌中的传导。在猪 I/R 心脏中，salvage-1 将损伤心室区域 CV 从 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），而非损伤区域 CV 未发生变化。Salvage-1 还显著降低传导离散度，从 15%（95% CI：8.9–21）降至 2.9%（95% CI：0.94–4.8；P=0.0014）。相反，利多卡因会影响病变和健康心肌中的传导。在人离体心脏中也观察到类似结果：CV 从 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），电离散度从 16%（95% CI：10–21）降至 5.2%（95% CI：2.3–8；P=0.016）。

综合来看，salvage-1 不仅可快速、强效终止心律失常，还能在不干扰生理电稳定性的前提下选择性恢复病变心肌传导，提示其在处理危及生命的室性心律失常方面可能具有较好的治疗窗。

图4：Salvage-1 在猪和人 FVT 模型中显示出优于利多卡因的疗效。（A）上方：猪缺血再灌注（I/R）心脏实验时间线；心电图（ECG）图示显示模型可靠性。中部和下方：salvage-1 在猪心脏中恢复窦性心律的效果优于利多卡因，表现为更高成功率和更快终止时间（每组 n=5）。（B）上方：使用受体心脏进行离体工作心脏灌流的流程。中部和下方：在人受体心脏中，salvage-1 可有效恢复心房起搏节律并抑制 FVT，疗效优于利多卡因（每组 n=6）。（C 和 D）多电极阵列图显示，与利多卡因相比，salvage-1 在猪心脏和受体心脏中具有更强的提高传导速度和降低电异质性的能力（猪，每组 n=5；受体，每组 n=6）。数据以中位数（IQR）或均值（SD）表示。（A，右）、（C，左）和（D，右）采用 Kruskal–Wallis 检验，并进行 Dunn 多重比较检验；（D，左）采用 Brown–Forsythe 和 Welch 方差分析，并进行 Dunnett’s T3 多重比较检验；（B，右）和（C，右）采用单因素方差分析，并进行 Dunnett 多重比较检验；（A，左）和（B，左）采用 Fisher 精确检验。

Salvage-1 通过增强 α4β2 nAChRs 功能抑制折返

FVTs，如 VT 和 VF，主要由折返机制维持，而折返与受损心肌组织中电传导障碍密切相关。作者此前研究显示，乙酰胆碱可激活心室心肌细胞上的 nAChRs，产生调节细胞兴奋性和传导的电流。因此，研究者提出假设：salvage-1 通过增强 ACh 门控电流，提高兴奋性和传导能力，从而破坏自我维持的心律失常环路，抑制折返性心律失常。

为验证这一点，研究者在 I/R 损伤大鼠心室中采用高分辨率光学标测。结果显示，salvage-1 明显抑制折返活动，表现为相位奇点和主频显著减少，而这两项是反映折返的重要电生理指标。随后，研究者评估梗死边缘区 CV。结果显示，salvage-1 将 CV 从 0.18±0.098 mm/ms 提高至 0.54±0.16 mm/ms（P<0.0001），这一增强可能有助于破坏折返。

在细胞水平上，salvage-1 显著降低动作电位启动阈值，提示其可改善受损心肌的兴奋性。全细胞膜片钳记录显示，10 μM salvage-1 可使 ACh 门控电流相较载体处理细胞增强约 2 倍，这与其作为 α4β2 nAChRs PAM 的作用一致。总体而言，这些结果表明，salvage-1 可选择性增强 α4β2 nAChRs 功能，提高 ACh 门控电流，改善兴奋性和传导，最终抑制折返性心律失常。这种受体靶向机制为病变心室中的节律控制提供了一种新的电生理策略。

图5：Salvage-1 通过 α4β2 nAChR 介导的心肌兴奋性和传导性增强抑制折返。（A）光学标测显示，与载体相比，salvage-1 可通过消除螺旋波折返（A，左）、降低主频（dominant frequency，DF）（A，中）和改善传导速度（A，右）来稳定缺血再灌注（I/R）大鼠心脏的电活动。每组 n=9–10。（B 和 C）膜片钳记录显示，salvage-1 可降低动作电位阈值（B）并增加乙酰胆碱（ACh）门控电流（C）（每组来自 3 只大鼠的 n=8–9 个细胞）。数据以中位数（IQR）或均值（SD）表示。（A，左）采用 Mann–Whitney 检验；（A，中）采用带 Welch 校正的非配对双侧 t 检验；（A，右）和（B）采用非配对双侧 t 检验。

Salvage-1 稳定 α4β2 nAChR 开放通道状态，并特异性依赖 α4 亚基 Phe312 和 Phe316

为阐明 salvage-1 抗心律失常作用背后的分子机制，研究者首先进行热转移实验（thermal shift assays，TSA）。结果显示，10 μM salvage-1 处理可使温度依赖性变性曲线右移，并显著增加曲线下面积（载体组 4.16±0.16 vs. salvage-1 组 5.36±0.32，P=0.0017）。这些结果表明，salvage-1 可选择性稳定 α4 亚基（CHRNA4），而对 β2 亚基（CHRNB2）影响较小。值得注意的是，在具有治疗相关性的浓度（10 μM）下，salvage-1 对关键心脏离子通道 Cav1.2 和 Nav1.5 仅表现出弱抑制作用，并且对多巴胺转运体亲和力较低，支持其具有较高靶点特异性。

为验证含 α4 亚基 nAChRs 在体内的相关性，研究者构建了心肌细胞特异性 Chrna4 敲除（Chrna4-CKO）小鼠。光学标测和 ECG 记录显示，在 Chrna4-CKO 小鼠中，salvage-1 无法对 FVT 发生率、FVT 持续时间、相位奇点、主频或 CV 产生统计学显著影响，进一步证实 α4β2 nAChRs 对 salvage-1 的抗心律失常作用至关重要。

结构分析方面，化学交联质谱显示，在没有 salvage-1 的情况下，α4β2 nAChRs 存在多个交联产物，其中大多数超过交联剂 DCD 的距离限制（31.86 Å），因此被归类为超长交联。Salvage-1 结合后，总交联和超长交联明显减少，提示 salvage-1 可增强结构稳定性，并将受体锁定在明确构象中。单通道记录进一步证实，salvage-1 显著提高开放通道概率，但不影响单位电导。

图6：Salvage-1 作为变构稳定剂，可在构象层面锁定 α4β2 nAChR。（A）热转移实验（TSA）显示 salvage-1 可选择性稳定 CHRNA4。n=4 次独立实验。（B）在有或无 salvage-1 条件下，对 α4β2 nAChRs 进行化学交联质谱（CL-MS）分析。插图显示超长交联产物的细节。（C）单通道分析证实，salvage-1 在不改变单位电导的情况下增加开放概率。数据以均值（SD）表示。（C，左）采用带 Welch 校正的非配对双侧 t 检验；（A）采用双因素方差分析。

为了确定 salvage-1 结合的结构基础，研究者基于 α4β2 nAChRs 冷冻电镜结构（PDB：8ST0）进行分子对接，在 α4 亚基上识别出 5 个候选结合位点。随后，研究者采用丙氨酸扫描突变，发现 Phe312 和 Phe316 突变（Mut.5）显著削弱 salvage-1 结合。与此一致，F312A 和 F316A 可消除 salvage-1 对 ACh 门控电流的增强作用，说明这两个氨基酸残基对 salvage-1 活性至关重要。

进一步的分子动力学模拟覆盖 4 种受体状态：apo 状态、salvage-1 结合状态、ACh 结合状态，以及 ACh 与 salvage-1 共同结合状态。结果显示，ACh 与 salvage-1 共同结合状态具有最高开放概率，约为 35%；而 apo 状态开放概率最低，约为 7%。ACh 与 salvage-1 共同结合状态还表现出更宽的孔道尺寸、72–176 区域与 248–289 区域之间相关运动降低，以及 72–176 残基柔性降低。这些结果共同提示，salvage-1 结合可稳定受体并促进孔道开放。

图7：Salvage-1 增强 α4β2 nAChR 功能的分子机制。（A）分子对接分析预测 salvage-1 与 α4 亚基之间存在 5 组可能结合位点。（B）在表达完整 CHRNA4 野生型和突变体 1–5 的 HEK293T 细胞中记录乙酰胆碱（ACh）门控电流的典型轨迹（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 的增强作用消失（每组 n=8–11）。（C–F）分子动力学模拟：ACh+salvage-1 产生最大最小孔道半径和最高开放概率（C–D）。动态交叉相关矩阵和均方根涨落分析显示，α4 残基 72–176 和 248–289 区域的反相关运动减弱，柔性降低（E–F）。数据以均值（SD）表示。（B）采用单因素方差分析并进行 Dunnett 多重比较检验。

综合机制总结

整体来看，本研究提出了一种区别于传统离子通道阻滞的抗心律失常新思路。Salvage-1 并不是通过广泛抑制 Na⁺、K⁺ 或 Ca²⁺ 通道来发挥作用，而是通过正变构调节 α4β2 nAChRs，增强受损心肌中 ACh 门控电流，降低动作电位启动阈值，改善梗死边缘区或损伤区域的传导速度，并降低电传导离散度。由于折返性心律失常依赖局部传导减慢、单向阻滞和电异质性，salvage-1 对病变心肌传导的选择性恢复，可破坏折返维持条件，从而终止 FVT。

更重要的是，salvage-1 对健康心肌基础电生理影响较小，不显著改变心率、PR 间期、QRS 时限和 QTc 间期，也未对非损伤心肌产生明显传导干扰。这种“病变组织选择性恢复传导，而非全局性抑制电活动”的特点，使其与传统离子通道阻滞剂形成明显区别。

【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).

【贡献】★★★★★

本研究确立心脏 α4β2 nAChRs 是 FVTs 的新型治疗靶点。基于这一受体的结构靶向策略，研究者开发出首创型正变构调节剂 salvage-1。该化合物可结合 Phe312 和 Phe316，并将受体锁定于开放通道状态。

这一分子作用进一步转化为组织特异性的治疗效果：salvage-1 可在损伤心肌中选择性增强乙酰胆碱门控电流，抑制折返并终止 FVT，同时保留健康组织的电生理稳定性。相较于传统离子通道阻滞剂，这种靶向疗效和安全性具有明显差异。

总体而言，本研究推动 α4β2 nAChRs 增强作用成为一种新的抗心律失常策略，并将 salvage-1 定位为一种机制上不同于传统药物的治疗候选物，为解决危及生命心律失常管理中长期存在的治疗空白提供了新的方向。

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