蛙皮素降體溫作用的研究進展

趙紅陽，張量，趙鳳英

（1.沈陽醫(yī)學院基礎醫(yī)學院2014級臨床專業(yè)15班，遼寧 沈陽 110034；2.基礎醫(yī)學院生理學教研室；3.大連花園口經濟區(qū)明陽衛(wèi)生院）

蛙皮素（bombesin，BN）是從歐洲鈴蟾皮膚中提取出來的一種含有14個氨基酸殘基的生物活性肽［1］。在哺乳類和其他非哺乳類動物的神經和內臟器官內存在與BN結構、生物學特性和生理作用相似的物質，統(tǒng)稱為蛙皮素樣肽（bombesin-like peptide，BLP）。目前研究發(fā)現(xiàn)哺乳動物體內的BLP有神經介素B（neuromedin B，NMB）、胃泌素釋放肽（gastrin-releasing peptide，GRP）和神經介素 C（neuromedin C，NMC）［2］，它們都屬于腦腸肽范疇。

1 BN的生物學特性

1.1 BN的分布 BN廣泛分布于中樞神經系統(tǒng)和外周組織，包括胃腸道、泌尿生殖系統(tǒng)、內分泌腺體、造血系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)和免疫細胞［3］。BN在胃腸道內的胃底黏膜含量最高，胃竇黏膜和結腸次之，空腸最低，人胃腸道內GRP主要見于胃底部、幽門部和小腸上部的肌層和黏膜層［4］。在人中樞神經系統(tǒng)如下丘腦、隔核、蒼白球、杏仁核、中腦中央灰質及黑質內GRP的含量也較高，并已被證實在小鼠脊髓中也有表達［4］。研究者發(fā)現(xiàn)GRP mRNA在小鼠脊髓背側高表達，但在背根神經節(jié)幾乎檢測不到，而NMB在背根神經節(jié)高表達［5］。

1.2 BN的受體分布 至今已發(fā)現(xiàn)的BLP受體家族有五個成員，其中在哺乳動物體內有NMB受體（neuromedin B receptor，NMB-R）、GRP受體（gastrin-releasing peptide receptor，GRP-R）和BRS-3受 體（bombesin receptor subtype-3，BRS-3），這三種受體均是G蛋白偶聯(lián)受體［6］，廣泛存在于中樞神經系統(tǒng)和外周組織，且均已被克隆。在人的食道、胃腸道和胰腺中GRP和GRP-R mRNA有廣泛表達［7］。GRP-R和NMB-R在大鼠腦內的分布具有特異性，GRP-R在喙側下丘腦含量較高，尤其在視交叉上核和室旁核高表達，而NMB-R在嗅覺區(qū)域、中央丘腦核和背側縫核分布最多，并且與其mRNA的分布一致［8］。有研究還發(fā)現(xiàn)GRP-R在人類腫瘤細胞胃癌、腺癌和小細胞肺癌表面高度表達［9］。BRS-3僅在中樞神經系統(tǒng)、外周組織及腫瘤細胞有較高表達［10］。BRS-3是一種孤兒受體，其內源性配體至今尚未發(fā)現(xiàn)［11］。

1.3 BN的功能 BN作為一種腦腸肽存在于人體的多種器官，具有廣泛的生物學功能。BN可作用于心血管中樞，影響心率和血壓，調節(jié)心血管活動［12］；并具有調控食欲、促進細胞生長；調節(jié)平滑肌的收縮，促進胃泌素、膽囊收縮素和胰酶等胃腸激素的釋放［13］；發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用；調控能量代謝及促進各類細胞特別是腫瘤細胞的增殖［14］；改善學習和記憶［15］；抗氧化損傷及抗炎癥反應；抗利尿、降體溫并能誘發(fā)急性胰腺炎［16］等作用。

2 BN的降體溫作用

多項研究證實，BN是體溫調節(jié)中發(fā)揮作用最強的物質之一，具有強烈的降體溫作用。研究者向大鼠腦池注射BN，發(fā)現(xiàn)其降溫效力是神經降壓素（neurotension，NT）的10 000倍［17］。Tsushima等［18］給大鼠側腦室注射BN、GRP和NMB，產生了劑量依賴性的體溫降低，而BN與NMB相比其降溫效應至少增加100倍，并且BN既可影響直腸溫，又可降低腦溫。

2.1 BN的降體溫作用與環(huán)境溫度的關系 BN的降體溫作用與環(huán)境溫度密切相關，低溫下降體溫作用更加顯著。早在80年代，研究者們在不同環(huán)境溫度下向大鼠腦池注射一定劑量的BN：發(fā)現(xiàn)在一定環(huán)境溫度下（4～33℃）BN的降溫作用與環(huán)境溫度呈負相關，4℃時BN的降溫作用最強，33℃時，BN不能產生降溫作用，36℃時，反而使體溫升高；因此BN被稱為變溫物質［19］。目前，關于BN在不同環(huán)境溫度下的降溫機制意見還不統(tǒng)一。

2.2 BN的降體溫作用與機體狀態(tài)的關系 小型哺乳類動物體溫在一定程度上是由營養(yǎng)狀態(tài)調控的。BRS-3基因敲除的大鼠有糖代謝受損、基礎代謝率降低、體重增加、胰島素分泌增加、胰島素抵抗等一系列營養(yǎng)狀態(tài)變化［20］。而BRS-3受體激動劑有刺激胰島素分泌，增加基礎代謝率等作用。Metzger等［21］研究發(fā)現(xiàn)，喂食的 BRS-3基因敲除的小鼠體溫降低，這與其營養(yǎng)狀態(tài)調節(jié)是不一致的，其體溫降低一定程度上與β-腎上腺素受體阻滯有關，表明BRS-3在體溫調節(jié)方面的作用，可能與其對能量代謝以及在交感神經的作用有關。Maruyama等［22］研究發(fā)現(xiàn)，BRS-3通過神經通路調節(jié)能量代謝。Lateef等［23］研究發(fā)現(xiàn)，BRS-3基因敲除的大鼠對寒冷刺激和β3-腎上腺素有產熱反應，BRS-3調節(jié)體溫是通過一個中心機制—上游的交感神經傳出系統(tǒng)起作用的，BRS-3基因敲除的大鼠體溫降低是由于體內的能量平衡發(fā)生改變，影響了中心體溫平衡的調節(jié)，而不是缺乏棕色脂肪組織。其他學者研究也認為BRS-3在體溫調節(jié)方面的機制與其調節(jié)交感神經傳出系統(tǒng)有關［24］。

3 BN的降體溫機制

3.1 BN降體溫作用與受體的關系 Tsushima等［18］通過用預處理的GRP受體拮抗劑［D-Tyr（6）］BN（6-13）methylester抑制了BN引起的體溫降低，而NMB受體拮抗劑BIM23127并不影響B(tài)N引起的體溫降低，這說明了BN可能是通過下丘腦視前區(qū)（PO∕AH）的GRP-R起作用。Blais等［8］的研究指出，視前區(qū)表達的GRP-R可直接被GRP和BN激活，產生降體溫效應，也證明了BN降溫機制與GRP-R有關。

3.2 BN降體溫作用與發(fā)熱介質的關系 近年來，隨著發(fā)熱的中樞機制研究的不斷進展，有學者認為BN很可能是通過影響發(fā)熱介質而發(fā)揮體溫調節(jié)作用。

前列腺素 E2（prostaglandin E2，PGE2）是目前研究最多的中樞性正調節(jié)介質之一［25］。張量等［26-27］研究發(fā)現(xiàn)，在常溫、低溫環(huán)境下大鼠側腦室注射BN均可明顯降低大鼠正常體溫和抑制白細胞介素-1β（IL-1β）性發(fā)熱反應，其下丘腦及血漿中PGE2的含量均降低，提示BN可能通過抑制PGE2的合成與釋放來降低大鼠正常體溫和發(fā)熱體溫。而有研究報道，BN可刺激環(huán)氧酶2（cyclooxygenase-2，COX-2）基因的表達，促進大鼠腸上皮細胞PGE2的釋放［28］。環(huán)腺苷酸（cyclic adenosine monophosphate，cAMP）也是重要的中樞性發(fā)熱正調節(jié)介質之一。佟雷等［29］和張量等［30］通過給大鼠側腦室注射BN研究發(fā)現(xiàn)，無論是常溫下還是低溫下，BN均可通過抑制下丘腦cAMP含量的升高來降低IL-1β性發(fā)熱效應。精氨酸加壓素（AVP）是一種體溫負調節(jié)物質，Kent等［31］研究發(fā)現(xiàn)，側腦室注射BN可使下丘腦室旁核（PVN）和正中隆起∕弓狀核（Me∕Arc）中的AVP含量升高，從而引起體溫下降。周曉陽等［32］通過側腦室注射BN逆轉了大鼠干擾素（IFN）性發(fā)熱反應，并伴隨腦腹中隔區(qū)（VSA）中AVP含量的變化，提示BN降低正常體溫及解熱作用可能通過AVP介導完成。

3.3 BN受體激活后的信號轉導機制 GRP-R、NMB-R、BRS-3均是G蛋白偶聯(lián)受體。BN受體激活后與G蛋白（Gq）偶聯(lián)，激活磷脂酶C（PLC），引起磷脂酰肌醇-4，5-二磷酸（PIP2）分解，生成三磷酸肌醇（IP3）和甘油二酯（DAG）［33］。BN通過激活IP3等途徑，增加胞外Ca2+內流或者動員胞內鈣庫，發(fā)揮作用［34］。BN還可以通過DAG激活蛋白激酶C（PKC），引起蛋白質基質磷酸化，從而發(fā)揮生物學功能［35］。G蛋白偶聯(lián)的信號轉導通路是BN受體激活后發(fā)揮生物學功能的主要信號通路。

Tsushima等［15］研究發(fā)現(xiàn)，給大鼠側腦室注射白屈菜赤堿（一種PKC抑制劑）能抑制BN引起的體溫降低；注射佛波醇-12，13-二丁酸酯（一種PKC激活劑）能引起直腸溫度降低；而注射酪氨酸激酶抑制劑、絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）抑制劑和Rho激酶抑制劑均沒有顯著改變BN引起的體溫降低，表明BN介導的降溫效應可能與PKC的激活有關，并且注射BN后，細胞內Ca2+水平增加，鈣調蛋白激酶被激活。Blasic等［6］發(fā)現(xiàn)GRP激活細胞內Ca2+依賴的非選擇性陽離子通道，Ca2+從細胞鈣庫中釋放，調節(jié)PO∕AH神經元的興奮性。

3.4 BN降體溫作用與其它物質的關系 有報道指出，阿托品、多巴胺受體拮抗劑氟哌啶醇均不影響B(tài)N的降溫效應，BN的降溫作用可被納洛酮增強，也可被生長抑素相關肽（DSS和OD-T8-SS）部分或完全逆轉；而黃體生成素釋放激素、α-促黑素、緩激肽等對BN的降溫作用沒有影響［36］。

長期的發(fā)熱或高熱會影響機體的正常新陳代謝，引起下丘腦體溫調節(jié)中樞合成熱休克蛋白70（HSP70）增多，維持細胞的內穩(wěn)態(tài)，增加細胞抵御損傷的能力［37］。楊智航等［38］研究發(fā)現(xiàn)，側腦室注射BN降低大鼠正常體溫和IL-1β性發(fā)熱反應與下丘腦中HSP70的含量降低有關。

4 小結與展望

BN的降體溫作用已為人們所熟知，目前的研究結果一方面為BN作為內源性致冷原參與調控機體發(fā)熱提供了有利的實驗依據；另一方面BN有可能成為一種比大劑量化學解熱劑更為安全有效的解熱措施。探討B(tài)N降體溫作用，不僅為臨床上應用BN治療不明原因的發(fā)熱等難以緩解或治療的發(fā)熱奠定理論基礎，也為臨床上某些需在機體低溫狀態(tài)下開展的醫(yī)療活動（如低溫麻醉等）的條件建立提供新思路。