內(nèi)生致熱原3受體在發(fā)熱中的研究進(jìn)展

孟慶超　張　量

(沈陽醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院生理學(xué)教研室，遼寧　沈陽　110034)

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內(nèi)生致熱原3受體在發(fā)熱中的研究進(jìn)展

孟慶超張量

(沈陽醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院生理學(xué)教研室，遼寧沈陽110034)

前列腺素E2;內(nèi)生致熱原(EP)3受體;發(fā)熱;體溫調(diào)節(jié)

發(fā)熱是由于發(fā)熱激活物作用于機(jī)體，導(dǎo)致內(nèi)生致熱原(EP)產(chǎn)生，入腦作用于體溫調(diào)節(jié)中樞，繼而引起發(fā)熱中樞介質(zhì)的釋放和體溫調(diào)定點(diǎn)的改變，最終引起發(fā)熱。前列腺素(PG)E2是人體內(nèi)廣泛存在的前列腺素類物質(zhì)。PGE2是一種小分子物質(zhì)，能透過血腦屏障，刺激下丘腦前部和腦干負(fù)責(zé)體溫調(diào)節(jié)的神經(jīng)元，進(jìn)而引發(fā)體溫變化。其調(diào)節(jié)體溫功能是通過與其EP受體結(jié)合后的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑實(shí)現(xiàn)的。EP受體已鑒定有4種亞型:EP1、EP2、EP3和EP4，其中EP3受體的表達(dá)變化和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑與發(fā)熱關(guān)系密切，是目前該領(lǐng)域研究熱點(diǎn)之一。

1　EP3受體的分子特性

EP受體屬 G蛋白耦聯(lián)受體超家族，具有7次跨膜的疏水α-螺旋、 胞外的c-末端及胞內(nèi)的N-末端3個(gè)結(jié)構(gòu)域 。目前已知PGE2受體有4個(gè)亞型分別為:EP1、EP2、EP3、EP4。其中編碼EP3受體的基因在轉(zhuǎn)錄過程中產(chǎn)生多種mRNA剪接變體。剪接變體的差異導(dǎo)致胞外c-末端氨基酸序列改變，人類編碼EP3受體的基因在轉(zhuǎn)錄過程中可產(chǎn)生9種不同mRNA來編碼8種不同的EP3受體亞型，如EP3-Ⅰ、EP3-Ⅱ、EP3-Ⅲ、EP3-Ⅳ、EP3-Ⅴ和EP3-Ⅵ等，人腎臟、胰腺和子宮EP3mRNA表達(dá)最豐富，在心臟、肝臟、骨骼肌、小腸、結(jié)腸、前列腺、卵巢和睪丸中也有表達(dá)〔1,2〕。Vasilache等〔3〕應(yīng)用實(shí)時(shí)熒光聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)分析顯示，在小鼠下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞中主要表達(dá)EP3α，EP3γ大約占總EP3受體的15%，EP3β少量表達(dá)。

2　EP3信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的研究

EP3受體與多種病理生理反應(yīng)有著密切聯(lián)系，如體溫調(diào)節(jié)、腫瘤生長和血壓調(diào)節(jié)等。不同的EP3異構(gòu)體可以和不同的G蛋白耦聯(lián)，在EP3受體激動(dòng)劑誘導(dǎo)下，引起細(xì)胞內(nèi)第二信使?jié)舛茸兓?，激活相?yīng)的靶酶，發(fā)揮作用〔4～6〕。EP3受體可與Gq、Gi和Gs蛋白耦聯(lián)，胞內(nèi)主要效應(yīng)表現(xiàn)為鈣離子(Ca2+)、三磷酸肌醇(IP3)水平升高和環(huán)磷酸腺苷(cAMP)水平降低〔7,8〕。Israel等〔9〕應(yīng)用免疫印跡分析表明nmol濃度的PGE2可通過EP3-Ⅱ和EP3-Ⅲ亞型強(qiáng)烈激活細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶(ERK 1/2)使之磷酸化，而EP3-Ⅰa 亞型作用是最小的，只發(fā)生在μmol濃度PGE2；PGE2通過EP3-Ⅲ受體亞型激活的ERK 1/2磷酸化的途徑包括Galpha(i)/磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/蛋白激酶(PK)C/Src和表皮生長因子受體(EGFR)依賴途徑，而通過EP3-Ⅱ受體亞型激活ERK 1/2的磷酸化的途徑包括Galpha(i)/Src和EGFR依賴途徑。

3　EP3與發(fā)熱的關(guān)系

PGE2是重要的中樞性體溫正調(diào)節(jié)介質(zhì)之一，發(fā)熱時(shí)下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞內(nèi)的PGE2含量及其受體的表達(dá)均增高。腦室注射及靜脈注射白細(xì)胞介素(IL)-1β，靜脈注射大劑量脂多糖(LPS)均是通過誘導(dǎo)中樞PGE2的合成增加而引起發(fā)熱，且小鼠實(shí)驗(yàn)中PGE2只有作用于EP3后才引起發(fā)熱效應(yīng)〔10〕。應(yīng)用EP1、EP2和EP3受體激動(dòng)劑注射豬腦室發(fā)現(xiàn)，EP2、EP3和EP2/EP3受體激動(dòng)劑均可以導(dǎo)致豬體溫升高，其中EP3受體激動(dòng)劑作用最為顯著，而EP1受體激動(dòng)劑未能引起發(fā)熱〔11〕。Oka等〔12,13〕應(yīng)用基因敲除小鼠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)腦室內(nèi)注射EP1和EP3受體激動(dòng)劑均可引起發(fā)熱效應(yīng)，而EP4受體激動(dòng)劑卻能抑制發(fā)熱效應(yīng)，并且視前區(qū)(POA)單獨(dú)注射EP1受體激動(dòng)劑只引起了痛覺過敏而不是高熱。有研究顯示EP1和EP3受體參與了系統(tǒng)性炎癥引起的發(fā)熱，沒有參與中心體溫(Tc)生理升高或心理應(yīng)激引起的體溫升高〔14〕。由于動(dòng)物種屬差異，文獻(xiàn)之間關(guān)于EP受體引起發(fā)熱還存在分歧。

4　EP3對體溫調(diào)節(jié)的作用

目前大多數(shù)文獻(xiàn)提示EP3介導(dǎo)發(fā)熱的可能性較大，許多學(xué)者針對EP3受體做了研究。Nakayama等〔15,16〕首先發(fā)現(xiàn)熱敏神經(jīng)元在POA，并發(fā)現(xiàn)神經(jīng)元自發(fā)放電頻率增加期間，下丘腦溫度升高。PGE2是發(fā)熱的主要介質(zhì)，其中EP3受體介導(dǎo)PGE2引起發(fā)熱。在POA特定區(qū)域的神經(jīng)元胞體和樹突上表達(dá)了大量的EP3受體分別是:正中視前核(MnPO)和內(nèi)側(cè)視前區(qū)(MPO)〔17,18〕。該區(qū)域的EP3受體亞群的信號直接投射到下丘腦背內(nèi)側(cè)核(DMH)或延髓中縫蒼白球(rRPa),并發(fā)現(xiàn)投射到DMH區(qū)域的神經(jīng)元是γ-氨基丁酸(GABA)能的〔19,20〕。GABA(A)受體拮抗劑或GABA(A)受體表達(dá)下降在DMH或rRPa引發(fā)發(fā)熱反應(yīng)，包括棕色脂肪組織(BAT)產(chǎn)熱和心動(dòng)過速〔21～24〕。PGE2與EP3受體結(jié)合后G蛋白與EP3受體發(fā)生耦聯(lián)使cAMP水平降低。腦室內(nèi)注射PGE2導(dǎo)致POA內(nèi)cAMP水平降低，而應(yīng)用cAMP降解酶抑制劑(磷酸二酯酶抑制劑)可使發(fā)熱反應(yīng)減弱〔25〕。這些結(jié)果表明，表達(dá)有EP3受體的POA神經(jīng)元有可能通過與PGE2結(jié)合，抑制在DMH或rRPa的GABA能產(chǎn)熱神經(jīng)元，并使POA內(nèi)的cAMP水平下降，從而引起發(fā)熱反應(yīng)。另外，α(1)-腎上腺素能受體介導(dǎo)體溫過低反應(yīng)，同PGE2介導(dǎo)的發(fā)熱反應(yīng)相反〔26〕。李滄海等〔27〕給大鼠腦室注射EP3受體激動(dòng)劑硫前列酮和同等量的PGE2發(fā)現(xiàn)均可使大鼠體溫升高并呈劑量關(guān)系；分別和同時(shí)給予磷酯酰肌醇特異性磷酯酶C(PI-PLC)和Ca2+/ 鈣調(diào)蛋白依賴性蛋白激酶Ⅱ(CaMKⅡ)抑制劑(KN-62)，新霉素(Neo)和KN-62均可抑制硫前列酮和PGE2的升溫作用，其中Neo比較顯著；Neo可使IP3和二酰甘油(DG)生成減少，影響IP3-Ca2+和DG-PKC通路，說明PI-PLC-IP3-Ca2+參與了發(fā)熱機(jī)制；同樣，KN-62是CaMKⅡ特異性抑制劑說明CaMKⅡ參與了發(fā)熱機(jī)制。這些結(jié)果提示PGE2可能主要通過EP3受體誘導(dǎo)大鼠發(fā)熱,其胞內(nèi)環(huán)節(jié)可能與PI-PLC-IP3-Ca2+/CaM-CaMKⅡ通路有關(guān)〔27〕。

5　EP3受體的應(yīng)用與展望

目前研究發(fā)現(xiàn)表達(dá)在小鼠眼角膜上的EP3受體對眼表炎癥有很好的抑制作用，由于在人眼表也表達(dá)有EP3受體，這結(jié)果提示了一種新的治療眼角膜疾病的方法〔28〕。有學(xué)者提出前列腺素EP3受體抑制劑與新抗血小板聚集藥不但可以有效抑制血小板的聚集,而且不會延長出血時(shí)間〔29〕。另外，在血壓和癌癥等疾病中也已經(jīng)有許多的文獻(xiàn)提出了新的思路。EP3受體參與了多種生物功能，也與許多疾病密切相關(guān)，但是許多機(jī)制尚待后續(xù)的研究。針對EP3受體的研究可以了解疾病的發(fā)生和發(fā)展，如:高血壓、癌癥和炎癥等。特別是選擇性的以EP3受體為靶受體的，為疾病的治療提供新的方案可能。

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〔2015-05-26修回〕

(編輯王一涵)

國家和遼寧省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目(No.201310164005)；沈陽市科技局科技計(jì)劃項(xiàng)目(No.F13-221-9-49)

張量(1970-)，女，教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事神經(jīng)細(xì)胞損傷與中樞源性發(fā)熱治療研究。

孟慶超(1992-)，男，主要從事神經(jīng)細(xì)胞損傷與中樞源性發(fā)熱治療研究。

R364.6

A

1005-9202(2016)18-4650-03；doi：10.3969/j.issn.1005-9202.2016.18.122