环磷酸腺苷水平与HCN通道的光遗传学控制：对心脏生理学和帕金森病的意义

环磷酸腺苷（cAMP）是一种第二信使，可调控多种细胞过程，包括超极化激活通道（HCN）的活性；HCN通道与心脏生理功能以及帕金森病（PD）等神经退行性疾病有关。在本研究中，我们采用光激活腺苷酸环化酶（PAC）S27A突变体，以光遗传学方式调控细胞内cAMP水平。我们证明，光诱导的cAMP升高可激活HCN4通道，从而提高心肌细胞的搏动频率。在小鼠黑质致密部单侧表达PAC(S27A)后，光刺激可诱导旋转行为，且该效应可被HCN抑制剂减弱。此外，在1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶（MPTP）诱导的PD小鼠模型中，PAC(S27A)的激活可部分改善运动功能缺陷，并伴随同侧基底神经节中HCN2通道表达增加。我们的研究结果凸显了利用光遗传学调控cAMP及HCN通道活性以治疗心脏和神经系统疾病的潜力。

环磷酸腺苷（cAMP）是一种第二信使，可调控多种细胞过程，包括超极化激活通道（HCN）的活性；HCN与心脏生理以及帕金森病（PD）等神经退行性疾病密切相关。在本研究中，我们使用光激活腺苷酸环化酶（PAC）S27A突变体，通过光遗传学方法控制细胞内cAMP水平。我们证明，光诱导的cAMP升高可激活HCN4通道，从而导致心肌细胞搏动频率增加。小鼠黑质致密部单侧表达PAC(S27A)后，在光刺激下诱发了旋转行为，而该行为可被HCN抑制剂减弱。此外，在1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶（MPTP）诱导的PD小鼠模型中，PAC(S27A)的激活可部分恢复运动功能缺陷，并伴随同侧基底神经节中HCN2通道表达增加。我们的研究结果凸显了利用光遗传学调控cAMP及HCN通道活性以治疗心脏和神经系统疾病的潜力。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.13.744738v1?rss=1

🏷️ 光遗传学 cAMP信号 HCN通道 心脏生理 帕金森病 小鼠模型