褪黑素主要功能及其受體激動劑Neu-P11的研究進(jìn)展

溫新麗，陳學(xué)良，魏飛彪，李世朋，席守民，2

褪黑素(melatonin, MLT)又稱松果體素，是由松果腺細(xì)胞分泌產(chǎn)生的吲哚類激素中生物活性最高的一種神經(jīng)激素，褪黑素具有廣泛的生理功能。MLT是生物進(jìn)化過程中的一種保守分子，廣泛存在于動物和人體內(nèi)。Neu-P11是一種高效的非選擇性的褪黑素受體MLT1/MLT2的受體激動劑，能激活褪黑素受體，從而起到類似褪黑素的作用[1]。近幾年關(guān)于Neu-P11藥理作用的研究有所進(jìn)展，本文對褪黑素的主要生理功能及Neu-P11藥理作用的研究進(jìn)展作一綜述。

1 褪黑素在體內(nèi)的主要生理作用

動物體內(nèi)褪黑素合成途徑MLT主要由松果腺產(chǎn)生和分泌，其他組織如視網(wǎng)膜、淚囊腺和胃腸道也能產(chǎn)生少量MLT。在腦中由松果腺細(xì)胞攝入色氨酸后，經(jīng)過色氨酸羥化酶的作用生成5-羥色氨酸，5-羥色氨酸在芳香L-氨基酸脫羧酶作用下脫羧形成5-羥色胺。5-羥色胺再經(jīng)N-乙酰轉(zhuǎn)移酶和羥吲哚一氧甲基的催化生成5-甲氧基-N-乙酰色胺。

1.1抗腫瘤作用MLT能抑制乳腺癌、黑素瘤、前列腺癌、肝癌等多種癌細(xì)胞的生長，是重要的生理性腫瘤抑制劑。白血病、淋巴瘤、乳腺癌等腫瘤患者的尸檢發(fā)現(xiàn)，松果腺有組織學(xué)上的變化。顧良紅等研究發(fā)現(xiàn)，MLT能夠通過提高caspase-3這種細(xì)胞凋亡過程中關(guān)鍵酶的含量并激活其活性，促使腫瘤細(xì)胞凋亡[2]。Lenoir等發(fā)現(xiàn)，MLT能夠明顯降低大鼠乳腺癌的發(fā)病率，還能抑制腫瘤細(xì)胞的生長,表現(xiàn)出抗腫瘤作用[3]。

1.2抗氧化作用機(jī)體可以通過酶促反應(yīng)和非酶促反應(yīng)產(chǎn)生自由基，如氧自由基、羥自由基等，MLT主要通過提供電子來清除活性氧(ROS)，失去電子后MLT本身變成了毒性很低的吲哚陽離子，后者進(jìn)一步清除ROS，轉(zhuǎn)變成NL-乙酰-N2-甲酰-5-甲氧脲酰胺(AFMK)，AFMK比MLT具有更強(qiáng)的抗氧化作用，兩者協(xié)同作用，進(jìn)一步增強(qiáng)了MLT對ROS的清除能力[4]。Russel報道：生理劑量的MLT能使腦中的谷胱甘肽過氧化酶的活性增強(qiáng)，促使谷胱甘肽大量生成，這就提高機(jī)體對過氧化物的還原，減輕過氧化物對機(jī)體的損傷[5]。代國杰等利用脂多糖刺激小鼠，發(fā)現(xiàn)MLT能夠顯著降低肝臟和脾臟組織中的氧化損傷[6]。李源等采用H2O2(100 mmol/L)建立心肌細(xì)胞氧化損傷模型,發(fā)現(xiàn)H2O2使心肌細(xì)胞內(nèi)活性氧和游離鈣的濃度明顯升高，心肌細(xì)胞的存活率明顯降低。而MLT處理過的細(xì)胞則相反。說明MLT具有高度親脂性和部分親水性，還有高度彌散穿過能力，在細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核內(nèi)均可發(fā)揮抗氧化作用[7]。

1.3免疫調(diào)節(jié)作用MLT是聯(lián)系機(jī)體神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)的重要因子之一，對于維持機(jī)體正常功能具有重要作用。周愛民等利用MLT對小鼠進(jìn)行灌胃，結(jié)果表明:0.1～0.2 mg/kg的MLT，可在免疫功能低下或缺陷的小鼠的特異性和非特異性免疫功能中發(fā)揮免疫增強(qiáng)作用。但對正常小鼠，褪黑素只能提高特異性細(xì)胞免疫功能[8]。用滅活的委內(nèi)瑞拉馬腦脊髓炎病毒(VEE)免疫小鼠，結(jié)果表明，MLT注射組的IgM抗體滴度和IL-14水平均顯著升高，證明MLT有提高小鼠免疫力的作用。同時，MLT可以促進(jìn)IL-2的合成及提高T淋巴細(xì)胞的活性[9]。

1.4抗炎抗及應(yīng)激作用MLT可對抗炎癥反應(yīng)，采用淋巴細(xì)胞增殖法c-AMP放免測定及G蛋白功能分析，發(fā)現(xiàn)MLT能明顯促進(jìn)類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎病人外周血淋巴細(xì)胞的增殖反應(yīng)，并降低c-AMP水平[10]。MLT對低溫、缺氧、噪音、光擾亂應(yīng)激均有對抗作用。腹腔注射MLT可延長小鼠在缺氧狀態(tài)下的存活時間，并使低溫造成的動物胃潰瘍面積縮小。MLT還可顯著對抗噪音和強(qiáng)光產(chǎn)生的小鼠免疫抑制[11]。

2 Neu-P11在體內(nèi)的主要生理作用

2.1糖脂代謝方面的調(diào)節(jié)作用近年來，褪黑素在糖脂代謝方面的調(diào)節(jié)作用越來越受到重視。研究發(fā)現(xiàn)，褪黑素能夠降低血糖和血脂，升高高密度脂蛋白膽固醇[12]。Neu-P11是一種新型的褪黑素受體激動劑，能起到類似褪黑素的作用。因此關(guān)于Neu-P11在糖脂代謝調(diào)節(jié)作用的研究正逐步開展。

2.1.1改善脂聯(lián)素和胰島素敏感性 將大鼠隨機(jī)分為對照組、高糖高脂組、褪黑素組、褪黑素受體激動劑組。褪黑素組每天注射MLT，褪黑素受體激動劑組每天注射Neu-P11，對照組以及高糖高脂組注射生理鹽水。測定糖脂代謝指標(biāo)并做口服葡萄糖耐量實驗，Western印跡檢測脂聯(lián)素在脂肪組織及脂聯(lián)素受體在骨骼肌組織中的表達(dá)變化。結(jié)果表明Neu-P11不僅可直接改善高糖高脂大鼠的糖脂代謝紊亂，而且可通過改善脂聯(lián)素的敏感性來提高胰島素敏感性，從而改善脂聯(lián)素抵抗[13]。

2.1.2抑制脂肪的異位沉積 余美華等[14]采用高糖高脂喂養(yǎng)SD大鼠以建立肥胖動物模型。分組給予腹腔注射生理鹽水、褪黑素、Neu-P11，每周監(jiān)測體質(zhì)量和食物攝入量。最后分離腹部脂肪組織并稱重。結(jié)果與生理鹽水組比較，Neu-P11或褪黑素處理組肥胖大鼠體質(zhì)量增長明顯受到抑制，腹部脂肪減少，各組相對攝食無明顯差異。此研究表明Neu-P11能降低高糖高脂喂養(yǎng)大鼠的體質(zhì)量增長和脂肪沉積，因而有望應(yīng)用于肥胖癥的防治。

2.1.3調(diào)節(jié)脂肪細(xì)胞胰島素受體敏感性 許歡妮[15]通過誘導(dǎo)3T3-L1成纖維細(xì)胞分化成脂肪細(xì)胞，然后檢測MLT受體激動劑Neu-P11對FFA處理的3T3-L1脂肪細(xì)胞的葡萄糖攝取能力及其相關(guān)蛋白瘦素、脂聯(lián)素、AMPK等表達(dá)的影響,并采用甘油三酯試劑盒檢測甘油三酯的表達(dá)情況。結(jié)果顯示Neu-P11可以增加FFA處理的脂肪細(xì)胞在胰島素刺激下的葡萄糖攝取能力；同時能夠上調(diào)FFA處理的脂肪細(xì)胞脂聯(lián)素及脂聯(lián)素受體1的表達(dá),促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)脂肪酸的氧化代謝,降低脂肪細(xì)胞內(nèi)甘油三酯的含量,從而改善胰島素抵抗。

2.2對睡眠潛伏期的影響研究表明，褪黑素與 MT1和MT2受體結(jié)合后，能激活 GABA 合成酶，從而增加下丘腦GABA的含量，促進(jìn)下丘腦GABA的釋放，并通過GABA受體發(fā)揮縮短睡眠潛伏期和延長睡眠時間的作用[16]。也有研究表明褪黑素還可以激活丘腦網(wǎng)狀核的神經(jīng)元，增加GABA的含量，從而達(dá)到促進(jìn)睡眠的目的[17]。田紹文等[18]采用睡眠潛伏期測試對大鼠進(jìn)行多次測試，在測之前對大鼠進(jìn)行腹腔注射不同濃度Neu-P11或等體積溶媒，然后進(jìn)行測試。結(jié)果顯示處理組大鼠的睡眠潛伏期顯著減少而睡眠時間顯著性增加。此研究表明Neu-P11可通過減少睡眠潛伏期增加睡眠時間，最終改善睡眠。

2.3抗抑郁與抗焦慮效應(yīng)田紹文等[18]利用幾個經(jīng)典的嚙齒類動物模型，檢測了Neu-P11是否具有抗抑郁與抗焦慮效應(yīng)并比較了Neu-P11與褪黑素的差異效應(yīng)。結(jié)果表明，Neu-P11在大鼠習(xí)得性無助模型與強(qiáng)迫性游泳模型中均具有顯著性抗抑郁效應(yīng)，而褪黑素均無此效應(yīng)。在抗焦慮試驗中，Neu-P11與褪黑素均具有顯著性抗焦慮效應(yīng)，但褪黑素的抗焦慮作用依賴于特定的給藥時間點。

2.4其他田紹文等[19]在研究中發(fā)現(xiàn)Neu-P11與褪黑素的作用有差異性效應(yīng)，經(jīng)實驗驗證Neu-P11除了與褪黑素受體結(jié)合外，亦能與5-羥色胺1A受體結(jié)合。因此推斷Neu-P11亦可起類似5-羥色胺的生理作用。同時Neu-P11與褪黑素均能增強(qiáng)大鼠物體識別記憶，且Neu-P11的效應(yīng)是給藥時間非依賴的[20]。席守民等[21]給家兔眼局部滴用濃度為50 μmol/L的MLT、Neu-P11溶液，發(fā)現(xiàn)MLT、Neu-P11滴眼液在滴眼后0.5、1、2、3、4、5 h均可降低眼壓，Neu-P11降低眼壓最明顯。

作為新研發(fā)出來的一種褪黑素受體激動劑，Neu-P11能激活褪黑素受體而起到類似褪黑素的作用，可以有效地代替MLT應(yīng)用臨床而發(fā)揮生物學(xué)作用。Neu-P11在糖脂代謝方面的調(diào)節(jié)，對睡眠潛伏期的影響和抗抑郁與抗焦慮效應(yīng)等方面的研究已經(jīng)開展，并取得了一定的成果。隨著對其研究的深入，Neu-P11將在治療胰島素抵抗及2型糖尿病、肥胖癥的防治和治療睡眠障礙等方面有著廣泛的應(yīng)用前景。因此Neu-P11是一種具有開發(fā)潛力且具有多種功能的藥物。

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