1. 概述与历史

雷帕霉素，又名西罗莫司，是一种大环内酯类抗生素。它最初于1972年从复活节岛（当地语称Rapa Nui）的土壤样本中的吸水链霉菌中被发现，并因此得名。早期研究发现其具有强大的抗真菌特性，但随后的研究揭示了其更为显著的免疫抑制和抗增殖活性，从而使其在器官移植和肿瘤治疗等领域获得了广泛应用，并成为生物医学研究中探索细胞生长、代谢与衰老的核心工具。

2. 化学性质

雷帕霉素在化学上属于三烯大环内酯抗生素。其分子结构由一个31元环内酯作为核心骨架构成，结构复杂，具有疏水性。这种疏水性使得它在水中的溶解度极低，但在有机溶剂如乙醇、DMSO中溶解性较好。其化学稳定性较高，但其在酸性或碱性条件下可能发生水解，导致内酯环开环而失活。复杂的结构也使得其全合成极具挑战性。

分子量 914.18

分子式 C51H79NO13

CAS号 53123-88-9

中文名称 雷帕霉素；西罗莫司

溶解性（仅列举部分溶剂）DMSO 80 mg/mL

纯度：99%

厂家：AbMole

3. 作用原理与机制

雷帕霉素的作用机制非常独特且精确，其核心靶点是细胞内的mTOR信号通路。

独特的“劫持”模式：雷帕霉素进入细胞后，并不直接作用于其最终靶点。它首先与细胞内的免疫亲素蛋白FKBP12结合，形成一个高亲和力的“雷帕霉素-FKBP12”复合物。

靶向抑制mTORC1：这个复合物随后特异性且强力地结合并抑制哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物1（mTORC1）的活性。mTORC1是细胞感受营养、能量、生长因子和压力信号的核心控制器，相当于细胞的“总指挥中心”。

下游生物学效应：当mTORC1被抑制后，会引发一系列广泛的细胞反应： 抑制蛋白质合成：通过调控核糖体生成和翻译起始因子，减少蛋白质的合成，从而抑制细胞生长与增殖。

激活细胞自噬：解除mTORC1对自噬的抑制作用，促进细胞进行自我清理，循环利用受损的细胞器和蛋白质，这是其抗衰老效应的关键机制之一。

抑制营养代谢：调节脂质合成和糖酵解等代谢过程。

抑制免疫细胞活化：通过干扰T淋巴细胞和B淋巴细胞从G1期到S期的进程，起到强大的免疫抑制作用。

值得注意的是，雷帕霉素-FKBP12复合物对mTOR复合物2（mTORC2）的敏感性因细胞类型和暴露时间而异，这解释了其某些复杂的副作用。

4. 实验与应用

基于上述机制，雷帕霉素在科学实验和临床中有着广泛的应用。

A. 实验研究应用

基础科研工具：在细胞生物学和分子生物学领域，雷帕霉素是研究mTOR通路功能最经典、最常用的化学抑制剂。科学家利用它来探索该通路在细胞生长、代谢、自噬、凋亡等过程中的作用。

衰老与长寿研究：在多种模式生物（如酵母、线虫、果蝇和小鼠）中，雷帕霉素被证明能够显著延长最大寿命和健康寿命，使其成为目前最热门的“抗衰老”候选药物之一，相关研究极大地推动了对衰老生物学机制的理解。

疾病模型研究：在癌症、神经退行性疾病（如阿尔茨海默病）、代谢性疾病等多种疾病的动物模型中，雷帕霉素被用于验证mTOR通路在疾病发生发展中的作用，并评估其治疗潜力。

B. 临床应用

器官移植：雷帕霉素及其衍生物（如依维莫司）被批准用于预防肾移植后的器官排斥反应。作为一种免疫抑制剂，它通常与其它药物联合使用。

肿瘤治疗：由于其抗增殖和抗血管生成的特性，雷帕霉素衍生物被用于治疗多种恶性肿瘤，如晚期肾细胞癌、胰腺神经内分泌瘤、乳腺癌等，通常用于标准治疗失败后的情况。

心血管领域：含有雷帕霉素或其衍生物的“药物洗脱支架”在冠状动脉介入治疗中被广泛使用。支架局部释放的药物可以抑制血管平滑肌细胞的过度增生，从而有效预防血管再狭窄。

其他潜在应用：目前正在研究其在自身免疫性疾病、遗传性疾病（如结节性硬化症）以及延缓衰老相关疾病等方面的应用潜力。

总而言之，雷帕霉素从一个偏远古岛的天然产物，成功蜕变为一把开启细胞核心调控机制之门的“金钥匙”。它不仅作为强大的工具药深化了我们对生命基本过程的认识，也作为重要的临床药物，在移植、肿瘤和心血管等重大疾病领域守护着人类健康，其深远的影响力仍在持续扩展。