抑制素對哺乳動物生殖的作用

周婉楓 王水蓮

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，湖南長沙 413524）

1 抑制素

1932年，McCullagh在牛睪丸水溶液提取物中發(fā)現(xiàn)了一種對FSH分泌具有反饋性抑制作用的活性物質(zhì)，將之命名為“抑制素”，抑制素是由性腺分泌的一種糖蛋白激素，其主要生理作用是與激活素一起調(diào)控垂體促卵泡素（FSH）的合成和分泌。抑制素在哺乳動物體內(nèi)主要由雄性睪丸支持細(xì)胞和雌性卵巢顆粒細(xì)胞所分泌，它與激活素同屬于TGFβ超家族（transforming growth factor-β，TGFβ），它們在結(jié)構(gòu)上有很多相同之處，并且能夠影響垂體、性腺和胎盤等多種器官細(xì)胞的生長和分化及卵泡發(fā)育和精子生成等生理活動，對動物生殖機(jī)能具有重要調(diào)節(jié)作用。

2 抑制素的結(jié)構(gòu)與分布

抑制素是由α、β 2個不同的亞基通過二硫鍵構(gòu)成的二聚體糖蛋白質(zhì)激素。α亞基上有糖基化點(diǎn)，是抑制素的生物活性中心，β亞基有A、B兩種形式，從而形成了抑制素的2種類型。即INHA（αβA）和INHB（αβB）。只有當(dāng)α亞基和β亞基結(jié)合時才表現(xiàn)出抑制素生物活性，抑制素亞基基因在不同物種中的進(jìn)化較為保守，不同種屬之間氨基酸序列差異較小，并且不同物種之間有很高的同源性。如不同的哺乳動物抑制素α亞基的氨基酸同源性為80%，βB的同源性98%以上，βB也只有1～3個氨基酸的差異。人與豬的抑制素β亞基同源性也很高，僅個別氨基酸順序存在差異，但二者的分子量均為32KD[1，2]。單獨(dú)的抑制素α亞基是沒有生物活性的，但他能夠抑制FSH與其受體的結(jié)合。β亞基間通過二硫鍵結(jié)合形成的二聚體分子（βA和βA或βB和βB）構(gòu)成激活素（Activin，ACT），其生理特性與抑制素相反，能刺激FSH的分泌[3]。抑制素在生殖系統(tǒng)中主要分布于卵巢顆粒細(xì)胞、黃體、靈長類胎盤和睪丸支持細(xì)胞、精原細(xì)胞等，性腺外主要分布于腦、肝臟、肺臟、垂體、延髓、腎臟、腎上腺等組織，以及精原細(xì)胞瘤、顆粒細(xì)胞瘤等腫瘤細(xì)胞[4]。

Meyer[5]等研究表明抑制素在由性腺分泌后，可在血液中與a-巨球蛋白形成結(jié)合物存在，再運(yùn)送至神經(jīng)中樞，與抑制GnRH的釋放的特異性受體相結(jié)合，從而影響垂體合成與分泌促性腺激素。抑制素對離體垂體細(xì)胞FSH的基礎(chǔ)合成和分泌有抑制作用，說明抑制素的作用位點(diǎn)在垂體[6]。Uccella等研究表明在人的正常腺垂體細(xì)胞中以及87種不同類型的原垂體中發(fā)現(xiàn)了抑制素和激活素的亞基。Hertan等將標(biāo)記的抑制素加入至體外培養(yǎng)的綿羊腺垂體細(xì)胞培養(yǎng)液中發(fā)現(xiàn)了一定量的結(jié)合位點(diǎn)，從而確定綿羊腺垂體細(xì)胞上有抑制素受體。張紅琳[7]等實驗發(fā)現(xiàn)，給大鼠靜脈注射125I標(biāo)記的豬卵泡抑制素后，垂體表現(xiàn)出了放射性活性，表明抑制素可通過血腦屏障作用于垂體，體外實驗證實豬的腺垂體細(xì)胞中有卵泡抑制素受體，這些研究說明腺垂體可能為抑制素作用的靶器官。

3 抑制素對動物生殖的影響

3.1 抑制素對雌性哺乳動物生殖的影響

抑制素在女性中的應(yīng)用研究表明，在生殖組織內(nèi)抑制素是通過自分泌或旁分泌的方式發(fā)揮調(diào)節(jié)作用的。抑制素B水平在發(fā)情后期初期提升在發(fā)情前期初期開始下降。在初級促性腺激素峰出現(xiàn)時或剛剛出現(xiàn)后在發(fā)情前期后期，抑制素B水平下降至最低一直到發(fā)情期早期，才開始慢慢上升。另外，血清抑制素A水平在發(fā)情后期初期比較低，在發(fā)情前期后期時開始漸漸上升，并在初級FSH和LH峰時達(dá)到頂峰。其后，血清抑制素A水平驟降至不可檢測水平，一直到發(fā)情早期才開始上升，作為對FSH峰的反饋應(yīng)答。抑制素A和抑制素B都能夠從發(fā)情后期至發(fā)情前期過渡抑制FSH的分泌，盡管這2種激素在整個過程中還不能完全分離開來。采用異構(gòu)體特異性抗體的激素免疫中和實驗可能可以幫助鑒定這2種抑制素在發(fā)情周期的各自功能。

在大鼠和人類上的研究數(shù)據(jù)表明，血清FSH水平的變化有助于引起抑制素水平的變化。在大鼠中，實施單邊卵巢切除大鼠出現(xiàn)了短暫的FSH水平上升，但LH水平?jīng)]有明顯變化。24 h后，卵泡中抑制素亞基mRNA水平出現(xiàn)了補(bǔ)償性升高。這是由于在大鼠發(fā)情早期提升抑制素B水平似乎能使FSH水平保持在比較低的范圍內(nèi)，在發(fā)情早期FSH次級峰時增高的FSH水平又能夠促進(jìn)抑制素A和抑制素B的產(chǎn)生。研究表明，在大鼠發(fā)情周期中，血清FSH水平和抑制素B水平具有高相關(guān)性。

3.2 抑制素對雄性哺乳動物生殖的影響

雄性哺乳動物睪丸生長發(fā)育及支持細(xì)胞發(fā)育成熟的過程中伴隨著抑制素的表達(dá)和分泌的變化。公羊抑制素的分泌未呈現(xiàn)明顯的脈沖變化，其在9周齡時最高，之后開始下降，于15周齡時達(dá)到正常水平，繁殖季節(jié)抑制素平均水平要高于非繁殖季節(jié)，且其變化規(guī)律與睪丸周長變化一致。山羊精漿中抑制素水平夏季明顯高于春季。公牛3～4月齡時血漿抑制素水平較高，之后降低，于初情期前分泌增加。公馬2～3月齡抑制素水平開始升高，4～5月齡達(dá)到峰值，6月齡開始下降。成年公馬抑制素水平與睪酮水平、陰囊寬度及每次射精總精子數(shù)目的變化相一致[8，9]。

抑制素B的分泌與GnRH和FSH有密切關(guān)系。抑制素受到FSH刺激所分泌并通過負(fù)反饋調(diào)節(jié)垂體分泌FSH，它們之間有一個相互制約的作用。支持細(xì)胞所分泌的抑制素B的變化是因為FSH上調(diào)了抑制素亞基變化而造成的[10]。Robertson[11]等用重組的人抑制素α亞單位免疫公羊，結(jié)果使公羊的促性腺激素季節(jié)性升高并延長1～2周，幅度增長。Voglmayr[12]等用人重組抑制素α亞單位主動免疫成年公羊發(fā)現(xiàn)繁殖季節(jié)FSH和LH濃度增加。

抑制素B主要在睪丸中產(chǎn)生，其組裝的大部分過程是在生精細(xì)胞內(nèi)完成，然后釋放到精漿和血液中循環(huán)，因此血液和精漿中抑制素B的水平與精子發(fā)生的關(guān)系十分密切。睪丸支持細(xì)胞合成與分泌的抑制素主要通過3種方式進(jìn)入血液，一種是從曲精細(xì)管腔運(yùn)出進(jìn)入睪丸網(wǎng)液，隨后進(jìn)入血液，這是大多數(shù)抑制素的運(yùn)輸途徑。第2種是少量的抑制素經(jīng)過睪丸間質(zhì)進(jìn)入淋巴管然后運(yùn)輸至血液；另外還有極少部分抑制素分泌之后直接進(jìn)入睪丸靜脈[13]。Anderson[14]等采用免疫組化的方法發(fā)現(xiàn)抑制素B的產(chǎn)生需精子的參與。精漿抑制素活性與精子密度成正比，正常精液有抑制素活性，但無精癥者的精液中幾乎沒有抑制素活性，并且少精癥者精漿抑制素活性和精液中的精子數(shù)成比例。另外，有研究表明增加血清中抑制素B的水平可以改變精子的數(shù)目并提高血清中FSH的水平，并且血清抑制素B水平能直接反映睪丸功能和生精上皮狀態(tài)，可以作為評價精子發(fā)生狀態(tài)的血清學(xué)標(biāo)志物[15]。這些研究結(jié)果均說明了抑制素B可以作為一個比FSH和LH更好的評估男性生育能力的標(biāo)記物。在臨床上使用酶聯(lián)免疫吸附實驗可以已經(jīng)可以準(zhǔn)確檢測血清和精漿抑制素B水平，因此抑制素B的水平變化在診斷男性不育癥的解決方法上有重要的臨床意義。

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