CAMP

cAMP（cyclic AMP，3',5'-环腺苷酸）是一种由腺苷酸环化酶催化ATP环化形成的环状核苷酸。其英文缩写的词源可追溯至拉丁语 campus（平原、田野），引申为“营地”，与生物学中的“第二信使”概念无关，但便于记忆。cAMP于1957年由Earl Sutherland发现，他因此获得1971年诺贝尔生理学或医学奖。

合成途径

细胞外信号分子（如激素、神经递质）与G蛋白偶联受体（GPCR）结合，激活刺激性G蛋白（Gs），进而激活腺苷酸环化酶（AC），催化ATP转化为cAMP和焦磷酸（PPi）。AC有至少9种亚型（AC1-9），组织分布特异。例如，AC1主要在脑和肾上腺表达，AC5在心脏和纹状体丰富。

降解机制

cAMP被磷酸二酯酶（PDE）水解为AMP，从而终止信号。PDE家族包含11个亚型（PDE1-11），其中PDE4、PDE7、PDE8特异性水解cAMP。咖啡因和茶碱是经典的非选择性PDE抑制剂，可升高cAMP水平；而西地那非（Viagra）属于PDE5抑制剂，特异作用于cGMP途径。

经典通路：cAMP依赖性蛋白激酶（PKA）

cAMP结合PKA的调节亚基（R），释放催化亚基（C）。活化的C亚基磷酸化靶蛋白（如糖原合酶、CREB转录因子）。以肝细胞为例，胰高血糖素→Gαs→AC→cAMP↑→PKA→磷酸化糖原磷酸化酶激酶→激活糖原磷酸化酶→糖原分解。

其他效应蛋白

• 交换蛋白直接激活的cAMP受体（EPAC）：小G蛋白Rap1的鸟苷酸交换因子，调节细胞黏附和胰岛素分泌。
• 环核苷酸门控离子通道（CNG）：在嗅觉和视觉传导中直接介导离子流。
• Popeye结构域蛋白（POPDC）：在心肌和骨骼肌中偶联cAMP与机械转导。

药物靶点

• β受体阻滞剂（如普萘洛尔）：竞争性阻断儿茶酚胺与β-GPCR结合，减少cAMP合成，用于心绞痛、高血压。
• PDE4抑制剂（如罗氟司特）：抑制cAMP降解，用于慢性阻塞性肺病（COPD）和银屑病。
• PDE3抑制剂（如米力农）：增强心肌cAMP，短期治疗心力衰竭。

诊断指标

血浆或尿液中cAMP水平可作为某些内分泌疾病的辅助诊断。例如，甲状旁腺功能亢进时尿cAMP升高；霍乱毒素通过持续激活Gs使肠上皮细胞cAMP↑，导致水样腹泻。

光学遗传学工具

光激活腺苷酸环化酶（如bPAC、paAC）可时空精准控制cAMP水平，用于解析神经环路功能。

单细胞cAMP成像

基于荧光共振能量转移（FRET）的传感器（如Epac-SH187）实现活细胞cAMP动态实时监测，分辨率达毫秒级。

cAMP作为经典的第二信使，其信号网络广泛参与生命活动调控。从基础研究到临床转化，cAMP通路的异常与多种疾病密切关联，未来靶向cAMP代谢的精准治疗策略将拓展新的治疗窗口。

• Sutherland, E. W., & Rall, T. W. (1958). Fractionation and characterization of a cyclic adenine ribonucleotide formed by tissue particles. Journal of Biological Chemistry, 232(2), 1077-1092.
• Beavo, J. A., & Brunton, L. L. (2002). Cyclic nucleotide research — still expanding after half a century. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 3(9), 710-718.
• Zaccolo, M., & Pozzan, T. (2002). Discrete microdomains with high concentration of cAMP in stimulated rat neonatal cardiac myocytes. Science, 295(5560), 1711-1715.
• 陈竺, 张启发. (2005). 医学分子生物学. 北京: 科学出版社. 第5章: 第二信使系统.
• Leroy, J., & Vandecasteele, G. (2019). Cyclic AMP signaling in the heart: from physiology to pathology. Frontiers in Pharmacology, 10, 829.
• 吴畏, 杨晓明. (2018). 环核苷酸信号转导: 从基础到临床. 生理科学进展, 49(1), 1-8.