阿片受體類型和功能及其在豬腦中的個(gè)體發(fā)育特點(diǎn)

李定健

阿片受體類型和功能及其在豬腦中的個(gè)體發(fā)育特點(diǎn)

李定健

（貴州省畜禽遺傳資源管理站，貴州 貴陽 550001）

總結(jié)阿片受體類型的研究進(jìn)展，介紹4種主要類型受體的功能。動(dòng)物腦中阿片受體的數(shù)量以及它們與阿片配體親和力的改變能夠?qū)δX功能的阿片控制或內(nèi)分泌系統(tǒng)的中樞神經(jīng)控制產(chǎn)生影響。為明確豬腦中阿片受體的變化，闡述了阿片受體在豬腦中的個(gè)體發(fā)育特點(diǎn)。

阿片受體；類型；功能；豬；腦；個(gè)體發(fā)育特點(diǎn)

DOI:10.16498/j.cnki.hnnykx.2016.07.034

阿片受體是一組以阿片為配體的抑制性G蛋白偶聯(lián)受體［1-2］。阿片受體與不同的內(nèi)源性阿片配體結(jié)合調(diào)節(jié)機(jī)體許多生理和行為功能，例如對(duì)生殖、內(nèi)分泌［3］、水平衡、疼痛刺激［4］和社會(huì)行為的調(diào)節(jié)。阿片受體對(duì)心血管、呼吸、免疫等系統(tǒng)亦具有明顯的調(diào)節(jié)作用［5-6］。此外，李定?。?］于2007年首次報(bào)道了阿片受體對(duì)家畜組織器官生長(zhǎng)發(fā)育的影響。阿片受體不僅存在于中樞神經(jīng)系統(tǒng)也存在于外周［7｝。阿片受體主要有mu（μ），delta（δ），kappa（κ）和阿片受體樣（ORL1）4種類型。20世紀(jì)90年代，人們就已經(jīng)成功克隆了μ、δ和κ3種經(jīng)典的阿片受體基因，近十幾年來又成功克隆了ORL1受體［8］。大量研究表明，μ、δ和κ-受體具有不同的亞型。μ1、μ2和μ3為μ亞型，κ1、κ2和κ3 為κ亞型，δ1和δ2為δ亞型。由于研究腦阿片受體是測(cè)定腦功能的阿片控制或內(nèi)分泌系統(tǒng)的中樞神經(jīng)控制的有效方法，筆者綜述了阿片受體的類型和功能及其在豬腦中的個(gè)體發(fā)育特點(diǎn)，以期為明確豬腦中阿片受體的變化提供參考依據(jù)。

1 阿片受體的類型及功能

1.1 阿片受體的類型

人們一直懷疑不同的阿片只存在單一的受體，直到Martin等［9］在藥理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上將阿片受體分為3個(gè)類型：μ受體（嗎啡樣）、κ受體（酮佐辛樣）和sigma（σ）受體（N-烯丙去甲間唑新樣）。為了解釋腦啡肽的體外活性以及非選擇性阿片拮抗劑納洛酮的相對(duì)功效，提出了存在另外的δ-受體。進(jìn)一步的研究表明，與σ1受體激動(dòng)劑SKF-10047有關(guān)的σ綜合癥不被納洛酮阻斷，因此σ受體不再被認(rèn)為是阿片系統(tǒng)的一部分。μ、δ和κ3種阿片受體已被克隆，并且其重組受體與它們的內(nèi)源性對(duì)應(yīng)物的結(jié)合特性和功能特征一致。除μ、δ、κ3個(gè)主要類型的阿片受體外，還提出了另外幾種類型，通常是基于不同物種進(jìn)行的生物鑒定。有一些證據(jù)表明，epsilon（ε）、iota（ι）、gamma（γ）、zeta（ζ）和高親和力結(jié)合位點(diǎn)lambda（λ）受體也可能是阿片受體系統(tǒng)的部分。激活ε阿片受體引起強(qiáng)烈的鎮(zhèn)痛反應(yīng)，同時(shí)可引起甲硫氨酸-腦啡肽的釋放。ζ阿片受體已被證實(shí)是以甲硫氨酸-腦啡肽為內(nèi)源性配體的細(xì)胞生長(zhǎng)因子調(diào)節(jié)者，這個(gè)受體現(xiàn)在通常被稱為阿片生長(zhǎng)因子受體（OGFr）［10］。還有一類阿片受體樣受體（ORL1），它與其他阿片受體類型具有高同源性，但目前還沒有發(fā)現(xiàn)有內(nèi)源性阿片或鴉片類藥物與之顯示高親和力。

大量研究表明，μ、δ和κ-受體具有不同的亞型。μ1、μ2和μ3為μ亞型，κ1和κ2為κ亞型，這些亞型的存在已經(jīng)被認(rèn)可。此外，Clark等［11］還提出存在κ3位點(diǎn)，認(rèn)為該位點(diǎn)與κ3-阿片受體激動(dòng)劑納洛酮苯甲酰腙具有高親和力，而與κ2-阿片受體激動(dòng)劑U50、488H沒有親和力。研究已表明存在δ1和δ2-阿片受體亞型。利用豚鼠腦組織配體結(jié)合σ受體的藥理研究表明σ受體的兩個(gè)亞型為σ1和σ2。Schlicker等［12］克隆了與內(nèi)源性阿片肽痛敏肽/孤啡肽（N/OFQ）結(jié)合的ORL1，但這個(gè)受體亞型的存在尚未證實(shí)。

阿片受體的3個(gè)主要類型已被放射性配體結(jié)合試驗(yàn)、離體平滑肌的體外藥理試驗(yàn)、電生理和神經(jīng)化學(xué)分析以及行為模式所識(shí)別。此外，通過克隆相關(guān)基因證實(shí)它們具有60%以上的同源性［13］。大白鼠阿片受體（μ-398個(gè)氨基酸，δ-372個(gè)氨基酸，κ-380個(gè)氨基酸）的克隆和測(cè)序顯示它們的氨基酸鏈有60%的同質(zhì)性，因而表明阿片受體相互間具有密切的結(jié)構(gòu)和藥理關(guān)系。然而，μ和δ受體的單克隆和多克隆抗體的應(yīng)用揭示內(nèi)源性阿片受體具有不同的免疫遺傳特性，因此可以代表獨(dú)立實(shí)體的分子。小白鼠輸精管甲硫氨酸-腦啡肽和亮氨酸-腦啡肽的分離導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)與這些腦啡肽顯示很高親和力的δ受體。然而存在著結(jié)合不同的內(nèi)源性和外源性阿片配體的其他受體。阿片受體ε對(duì)?-內(nèi)啡肽顯示高親和力以及λ受體對(duì)納洛酮和環(huán)氧嗎啡（epoxymorphine）表現(xiàn)高度的親和力。公認(rèn)的ε受體并不是大白鼠腦的一個(gè)特性，但卻在豚鼠、母牛、雞的前腦和豬腦容易地測(cè)出。它比μ，δ或κ1受體更豐富，代表所有被測(cè)物種阿片總?cè)旱?8%～55%。ζ-受體得名于希臘單詞生命Zoe并且推斷甲硫氨酸-腦啡肽與ζ-受體相互作用引起神經(jīng)細(xì)胞的生長(zhǎng)。

1.2 阿片受體的功能

1.2.1 μ阿片受體 μ-阿片受體是嗎啡傳統(tǒng)的靶子或目標(biāo)，并且可介導(dǎo)鴉片的止痛和上癮作用。因此，在缺乏μ-阿片受體的小白鼠身上，嗎啡不表現(xiàn)鎮(zhèn)痛和絕對(duì)加固的性能［14］。這些受體介導(dǎo)嗎啡或海洛因處理的典型作用，包括鎮(zhèn)痛、生理依賴性和呼吸抑制。μ受體還調(diào)節(jié)其他生理功能包括呼吸和心血管功能、腸道運(yùn)輸、攝食、情緒、體溫調(diào)節(jié)、激素分泌和免疫功能。μ1-受體位于脊椎上，參與催乳素釋放、攝食、乙酰膽堿釋放和腦內(nèi)嗎啡鎮(zhèn)痛作用。μ2-受體主要是在脊髓中，與呼吸抑制、胃腸運(yùn)輸、大腦多巴胺的周轉(zhuǎn)、攝食和心血管等的功能有關(guān)。

1.2.2 δ阿片受體 和μ受體相比，δ受體的功能還不明確。盡管尚未完全對(duì)δ受體亞型δ1和δ2的藥理學(xué)進(jìn)行評(píng)估，但有證據(jù)表明δ2受體介導(dǎo)脊髓管和大腦的鎮(zhèn)痛，而δ1受體主導(dǎo)大腦的止痛［15］。除鎮(zhèn)痛作用外，δ受體可能在胃腸蠕動(dòng)、情緒和行為以及心血管調(diào)節(jié)中起作用。

1.2.3 κ阿片受體 κ受體主要位于大白鼠和小白鼠的大腦皮層、伏隔核、屏狀核和下丘腦，并且參與傷害性感受、利尿、攝食、神經(jīng)內(nèi)分泌和免疫系統(tǒng)功能的調(diào)節(jié)［16］。κ-受體的特點(diǎn)是對(duì)一些鎮(zhèn)痛類藥物如布馬佐辛、芳基乙酰胺（U50488H和U69593）和強(qiáng)啡肽（DYN）具有高度的親和力。κ-受體介導(dǎo)這些化合物的許多功能，包括食物及水份的攝入量、胃腸運(yùn)輸、體溫調(diào)節(jié)和許多內(nèi)分泌效應(yīng)。

1.2.4 ORL1受體 ORL1受體與其他阿片受體類型具有高度同源性，但卻沒有相應(yīng)的藥理學(xué)同源性。即使對(duì)μ、δ和κ-受體顯示同樣高親和力的非選擇性配體，與ORL1受體的親和力以非常低。因?yàn)檫@個(gè)原因，此受體被稱為阿片受體樣受體或孤兒阿片受體。然而沒有一個(gè)內(nèi)源性阿片肽或鴉片類藥物與之顯示高度親和力。由于推斷其可能具有降低疼痛閾值的能力，所以O(shè)RL1的內(nèi)源性肽激動(dòng)劑被稱為痛敏肽或孤啡肽。兩個(gè)對(duì)ORL1受體具有有效和選擇性拮抗作用的低分子量化合物J113397 和 SB612111已被報(bào)道，但是這些尚未被廣泛的研究。合成肽［NPhe1］、痛敏肽（1-13）NH2和UFP-101 136也是ORL1受體的競(jìng)爭(zhēng)性拮抗劑。ORL1受體的擴(kuò)散式分布表明，痛敏肽/孤啡肽在許多功能包括運(yùn)動(dòng)和攻擊性行為、加固和獎(jiǎng)勵(lì)、傷害性感受、應(yīng)激反應(yīng)以及自主神經(jīng)和免疫功能調(diào)控中發(fā)揮作用［14］。

2 豬腦阿片受體的個(gè)體發(fā)育特點(diǎn)

2.1 胎兒期阿片受體的發(fā)育特點(diǎn)

豬在交配后50 d才能在胎兒中檢測(cè)到垂體和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的阿片受體。隨著胎兒發(fā)育直至出生，就阿片受體的數(shù)量以及它們與阿片配體的親和力而論，豬胎兒阿片受體的表達(dá)具有性別差異［17］。妊娠期間雌性胎兒阿片結(jié)合位點(diǎn)的數(shù)目在出生前不久顯著增加，數(shù)量幾乎是雄性胎兒的兩倍。但是在妊娠后期，與雌性胎兒比較，雄性胎兒阿片受體與內(nèi)源性配體有較高的親和力。胎兒期內(nèi)源性阿片受體主要是μ和κ［18］，而δ幾乎不存在［19］。

2.2 仔豬阿片受體的發(fā)育特點(diǎn)

雄性仔豬（7日齡）κ受體密度極低。雄性紋狀體、下丘腦和杏仁核阿片受體的親和力隨年齡的增加而增加，而這些區(qū)域阿片結(jié)合位點(diǎn)的密度則隨年齡的增加而顯著下降。在雌性，紋狀體、下丘腦、杏仁核和海馬4個(gè)腦區(qū)阿片結(jié)合位點(diǎn)的減少具有年齡依賴性［18］。在82日齡時(shí)，與雌性比較，雄性紋狀體、下丘腦和海馬有較高的阿片受體親和力。

對(duì)2～21日齡仔豬腦干的μ和δ阿片受體密度的檢測(cè)結(jié)果表明，在此年齡范圍各受體的結(jié)合特性保持不變。小仔豬（2～7日齡）δ阿片受體的密度最低，并隨研究年齡范圍增加。小仔豬（2～7日齡）和大仔豬（20～21日齡）μ阿片受體密度超過δ阿片受體密度。這表明豬δ阿片受體的發(fā)育滯后于μ阿片受體［20］。

2.3 青春期及成年期阿片受體的特點(diǎn)

小母豬紋狀體、下丘腦和海馬區(qū)阿片受體的親和力隨著年齡的增加而增加，其中κ受體的密度很低。在185日齡時(shí)，雄性豬紋狀體和杏仁核阿片受體密度較高，在雌性也檢測(cè)到較高的阿片受體密度。青春期雌性紋狀體和海馬區(qū)的受體結(jié)合位點(diǎn)比雄性少。而在成年動(dòng)物，雌性下丘腦和杏仁核的受體結(jié)合位點(diǎn)明顯多于雄性。豬垂體前葉δ和κ阿片受體基因在整個(gè)發(fā)情周期的表達(dá)是變化的，而μ阿片受體基因的表達(dá)仍然相對(duì)穩(wěn)定［21］，δ阿片受體信使核糖核酸（mRNA）含量在發(fā)情周期的3～5 d升高，而κ阿片受體mRNA的含量則在黃體期降低；但也有研究表明雌性在發(fā)情周期阿片結(jié)合位點(diǎn)不波動(dòng)［18］。

公認(rèn)的ε受體也已在豬前腦中被發(fā)現(xiàn)。有人提出，豬前腦的ε受體比μ、δ、κ1阿片受體類型更加豐富［22］。盡管σ-阿片受體的內(nèi)源性配體尚未被分離，但其外源性配體結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果表明，它們的配體可能存在于豬胃底粘膜［23］。Osinski等［24］的試驗(yàn)表明豬的大腦皮層、腎和回腸等部位表達(dá)內(nèi)源性配體孤啡肽的ORL1。其他阿片受體如γ和ζ阿片受體在豬體內(nèi)非常罕見或不存在。

3 結(jié)論及展望

研究表明，μ、δ和κ阿片受體家族相互間具有55%～58%的共性，這3中受體又與ORL1受體具有48%～49%的同源性，表明ORL1受體基因有著同樣的進(jìn)化起源，但是比其他受體基因具有較高的突變率［25］。

內(nèi)源性阿片受體已被識(shí)別、特征化并位于體內(nèi)不同部位，包括大腦、脊髓、下丘腦、垂體、心、腎、腎上腺髓質(zhì)、回腸、血細(xì)胞等。豬腦阿片受體個(gè)體發(fā)育具有性別差異。其他阿片受體如γ和ζ阿片受體在豬體內(nèi)非常罕見或不存在。有關(guān)阿片受體在豬其他組織器官的個(gè)體發(fā)育特性值得進(jìn)一步研究。此外，其他畜禽腦以及外周組織器官阿片受體個(gè)體發(fā)育仍待闡明。

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（責(zé)任編輯：成 平）

Classification and Functions of Opioid Receptors and Their Ontogenic Characterization in Pig Brain

LI Ding-jian
（1Guizhou Province Management Station for Livestock and Poultry Genetic Resources， Guiyang 550001， PRC）

The research progress on classification of opioid receptors and introduced functions of four main types of receptors weresummarized. In animal brains， changes in the opioid receptor number and their affinity to opioid ligands can affect opioidergic control ofbrain functions or central nervous control of endocrine system. In order to provide the references for changes of opioid receptors in pig brain， the ontogenic characterization of opioid receptors in pig brains was elaborated.

opioid receptor； type； function； pig； brain； ontogenic characterization

Q945.78

A

1006-060X（2016）07-0127-03

2015-12-22

李定?。?967-）女，云南昆明市人，高級(jí)畜牧師，主要從事畜禽遺傳資源管理及畜牧技術(shù)推廣工作。