Kisspeptin/KISS-1R 對(duì)女性生殖系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用及與子癇前期關(guān)系的研究進(jìn)展

張?jiān)?張建華 張瑾 趙欣媛 袁宇涵 趙雅枝 郭欣悅 丁夢(mèng)逍

Kisspeptin 是由KISS-1 基因編碼的多肽。Kisspeptin 及其受體KISS-1R 能夠抑制腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移，隨著人們發(fā)現(xiàn)其調(diào)控下丘腦-垂體-性腺軸（Hypothalamic-pituitary-gonad axis，HPGA）的神經(jīng)內(nèi)分泌功能，Kisspeptin/KISS-1R 在生殖系統(tǒng)中的作用開(kāi)始得到闡明。本研究重點(diǎn)介紹Kisspeptin/KISS-1R 對(duì)女性生殖系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用及與子癇前期的關(guān)系。

1 KISS-1/KISS-1R 概述

KISS-1 基因于1996 年首次被鑒定為惡性黑色素瘤細(xì)胞系中的轉(zhuǎn)移腫瘤抑制基因，位于染色體1q32-34，全長(zhǎng)771bp，包括4 個(gè)外顯子和3 個(gè)內(nèi)含子，編碼包含145 個(gè)氨基酸的多肽產(chǎn)物，但通常檢測(cè)到的是被蛋白酶水解后的一系列小片段，被統(tǒng)稱(chēng)為多肽類(lèi)激素，其在體內(nèi)被水解，可生成Kisspeptin-54、Kisspeptin-13、Kisspeptin-10 等多種酶胺短肽[1]。

KISS-1R 又稱(chēng)GPR54，是G 蛋白偶聯(lián)受體視黃酸家族成員之一，開(kāi)放閱讀框長(zhǎng)1 197 bp，編碼398 個(gè)氨基酸，其不僅存在于中樞神經(jīng)系統(tǒng)及外周組織（肝臟、胰腺和腸道）中，還在胎盤(pán)、垂體、胰腺、促性腺激素、睪丸、卵巢和脊髓中也高度表達(dá)，在調(diào)節(jié)內(nèi)分泌功能中發(fā)揮作用[2]，包括促性腺激素的分泌、青春期開(kāi)始、體況和能量?jī)?chǔ)備、影響滋養(yǎng)細(xì)胞浸潤(rùn)。

2 Kisspeptin/KISS-1R 對(duì)女性生殖器官的調(diào)節(jié)作用

2.1 Kisspeptin/KISS-1R 對(duì)卵巢的調(diào)節(jié)Kisspeptin 及其受體廣泛分布于全身多個(gè)組織器官，發(fā)揮調(diào)控功能，包括卵巢激素釋放、卵泡發(fā)育成熟、顆粒細(xì)胞活力、卵泡黃體化和黃體的形成和發(fā)育、類(lèi)固醇合成等方面。卵巢中Kisspeptin 的分布具有顯著的時(shí)空特異性，表明其在卵巢的不同生理階段發(fā)揮多種功能，在卵泡發(fā)育中起非常重要的作用。Kisspeptin能夠影響細(xì)胞周期的S 期和G2期，低劑量和中等劑量的Kisspeptin 可以直接刺激卵巢影響其功能，促進(jìn)增殖和抑制細(xì)胞凋亡[3]。Kisspeptin/KISS-1R可通過(guò)提高顆粒細(xì)胞活力、上調(diào)類(lèi)固醇合成關(guān)鍵酶基因表達(dá)促進(jìn)顆粒細(xì)胞類(lèi)固醇激素的合成從而間接調(diào)控卵泡發(fā)育[4]。Kisspeptin 通過(guò)誘導(dǎo)抗穆勒試管激素的產(chǎn)生，負(fù)向調(diào)節(jié)竇前卵泡的發(fā)育，并通過(guò)抑制交感神經(jīng)激活劑對(duì)促卵泡受體表達(dá)的誘導(dǎo)來(lái)降低對(duì)促卵泡生成素（Follicle-stimulating hormone，F(xiàn)SH）的敏感性，從而減少初級(jí)卵泡的募集[5]。

2.2 Kisspeptin/KISS-1R 對(duì)子宮的調(diào)節(jié)子宮生長(zhǎng)和子宮內(nèi)膜腺體形成和功能對(duì)生育至關(guān)重要，并受雌激素和其他調(diào)節(jié)劑的調(diào)控。成人的子宮生長(zhǎng)主要依賴(lài)于中樞Kisspeptin 信號(hào)傳導(dǎo)，但子宮內(nèi)膜腺體生成主要受外周Kisspeptin 信號(hào)傳導(dǎo)的調(diào)節(jié)，其平均約占Kisspeptin 依賴(lài)性腺體發(fā)育的75%[6]。Kisspeptin 和KISS-1R 通過(guò)控制子宮內(nèi)膜腺體分泌物（如白血病抑制因子）的可用性來(lái)調(diào)節(jié)胚胎植入，這對(duì)于胚胎與子宮上皮細(xì)胞的粘附至關(guān)重要。KISS-1/KISS-1R 參與了子宮內(nèi)膜的生長(zhǎng)和增殖，可能通過(guò)調(diào)節(jié)子宮內(nèi)膜的細(xì)胞分化和血管生成而在蛻膜化中發(fā)揮作用[7]。

2.3 Kisspeptin/KISS-1R 對(duì)胎盤(pán)的調(diào)節(jié)KISS-1 表達(dá)定位于絨毛滋養(yǎng)層組織，而KISS-1R 表達(dá)發(fā)生在絨毛滋養(yǎng)層和絨毛外滋養(yǎng)層中，KISS-1 在植入過(guò)程中調(diào)節(jié)合體滋養(yǎng)層細(xì)胞侵襲和血管生成的速率，這有助于確保早期胎盤(pán)形成是一個(gè)連續(xù)且受控的過(guò)程[8]。胎盤(pán)Kisspeptin/KISS-1R 調(diào)節(jié)絨毛外滋養(yǎng)層遷移和侵襲，從而直接調(diào)控胎盤(pán)對(duì)子宮的侵襲[9]。早期胎盤(pán)滋養(yǎng)層細(xì)胞均表達(dá)KISS-1R 和Kisspeptin，Kisspeptin/KISS-1R 通過(guò)抑制滋養(yǎng)細(xì)胞遷移、基質(zhì)金屬蛋白酶和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子的表達(dá)控制滋養(yǎng)層細(xì)胞對(duì)子宮內(nèi)壁侵襲力[10]。Kisspeptin/KISS-1R 在妊娠早期高表達(dá)，隨著胎盤(pán)成熟而下降。在早期胚胎著床和胎盤(pán)形成過(guò)程中，Kisspeptin系統(tǒng)地參與了各種生理和病理活動(dòng)。

3 Kisspeptin/KISS-1R 與女性生殖內(nèi)分泌系統(tǒng)疾病

3.1 Kisspeptin/KISS-1R 與青春期發(fā)育異常促性腺激素釋放激素（Gonadotropin-releasing hormone，GnRH）神經(jīng)元是青春期啟動(dòng)過(guò)程中神經(jīng)內(nèi)分泌調(diào)節(jié)的開(kāi)關(guān)和樞紐。KISS-1/KISS-1R 作為HPGA 的上游調(diào)節(jié)因子，參與青春期的開(kāi)始和HPGA 軸的控制，在哺乳動(dòng)物生殖活動(dòng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。在女性中，下丘腦Kisspeptin 作用于GnRH 神經(jīng)元并介導(dǎo)促性腺激素促黃體生成素（Luteinizing hormone，LH）和FSH 的釋放，從而刺激性激素合成。Kisspeptin對(duì)HPGA 軸施加直接和間接作用，直接影響垂體促性腺激素釋放 LH 和 FSH。月經(jīng)周期中的 GnRH存在波動(dòng)性差異，其在周期內(nèi)的不同時(shí)間會(huì)發(fā)生變化。丘腦弓狀核是調(diào)節(jié)合成與分泌促GnRH 的主要核團(tuán)，Kisspeptin 在這里起調(diào)節(jié)GnRH 分泌的作用。Kisspeptin 和KISS-1R 基因表達(dá)的顯著增加，引發(fā)GnRH 脈沖式釋放，在生殖活動(dòng)中尤其是青春期啟動(dòng)過(guò)程中發(fā)揮重要作用。KISS-1受體基因的缺失或突變與青春期發(fā)育異常有關(guān)，KISS-1 受體基因的激活突變與性早熟有關(guān)。郭蘭芳等[11]研究顯示，特發(fā)性中樞性性早熟（Idiopathic central precocious puberty，ICPP）女性患兒血漿中Kisspeptin 水平在青春發(fā)育啟動(dòng)時(shí)上升，GnRH 類(lèi)似物經(jīng)治療后下降，KISS-1 基因表達(dá)回落至青春發(fā)育前，說(shuō)明檢測(cè)其水平對(duì)診斷ICPP 及療效評(píng)估具有重要的參考價(jià)值。ICPP 女童血清Kisspeptin 水平升高是骨骼發(fā)育的影響因素，可作為評(píng)估ICPP女童性發(fā)育情況及治療效果的標(biāo)志物[12]。

3.2 Kisspeptin/KISS-1R 與多囊卵巢綜合征（Polycystic ovary syndrome，PCOS）PCOS 是育齡期婦女常見(jiàn)的內(nèi)分泌疾病，常伴隨肥胖、胰島素抵抗、高雄激素血癥。下丘腦弓狀核Kisspeptin/KISS-1R 表達(dá)異常與PCOS 的發(fā)生密切相關(guān)，可能在PCOS 的病理過(guò)程中發(fā)揮重要作用。郭威等[13]納入IVF/ICSI-ET 助孕治療的患者為研究對(duì)象，比較PCOS患者和正常女性卵泡微環(huán)境Kisspeptin 表達(dá)水平的差異，PCOS 組卵泡液中Kisspeptin 蛋白水平、顆粒細(xì)胞中KISS-1 mRNA 水平均高于正常對(duì)照組，體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，黃素化顆粒細(xì)胞處理組孕酮、雌二醇水平高于對(duì)照組，推測(cè)顆粒細(xì)胞可能通過(guò)上調(diào)Kisspeptin 表達(dá)參與了PCOS 的病理過(guò)程，Kisspeptin 發(fā)揮作用可能需要促性腺激素等的參與。劉冉冉等[14]將雌性大鼠隨機(jī)分為PCOS 組和正常組，PCOS 組大鼠卵巢可見(jiàn)數(shù)十個(gè)囊狀擴(kuò)張的卵泡，卵母細(xì)胞和放射冠減少或消失，與正常組比較，PCOS 組大鼠的體重、腹膜后脂肪含量、卵巢重量均增加，血清黃體生成素、卵泡刺激素和睪酮水平均升高，卵巢組織Kisspeptin 和KISS-1R 陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)量減少，胞質(zhì)著色淡，含量均減少，卵巢中KISS-1 mRNA 表達(dá)降低，但兩組大鼠卵巢中KISS-1 mRNA 表達(dá)差異無(wú)顯著性，Kisspeptin/KISS-1R 系統(tǒng)與PCOS 的發(fā)生、發(fā)展存在潛在的聯(lián)系，卵巢組織中Kisspeptin 和KISS-1R 的低表達(dá)可能導(dǎo)致顆粒細(xì)胞數(shù)量減少或功能減低。

3.3 Kisspeptin/KISS-1R 與卵巢早衰（Premature ovarian failure，POF）POF 是一種異質(zhì)性疾病，是指卵巢功能過(guò)早減退的現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為低雌激素水平和高促性腺激素水平。師紅美等[15]構(gòu)建POF 大鼠模型，大鼠血清中雌二酵（E2）水平明顯降低，F(xiàn)SH 水平明顯升高，POF 大鼠處于低雌激素、高促性腺激素狀態(tài)，HE 染色顯示POF 組大鼠卵巢中卵泡數(shù)量明顯減少，卵泡中顆粒細(xì)胞的層數(shù)明顯減少，閉鎖卵泡數(shù)量明顯增加，大鼠卵巢次級(jí)卵泡中的Kisspeptin、KISS-1R 陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)明顯減少，推斷POF 大鼠卵巢中次級(jí)卵泡中Kisspeptin 表達(dá)減少可能使卵泡對(duì)FSH 的敏感性降低，使血清中FSH 水平升高，因募集大量的初級(jí)卵泡，最終使卵母細(xì)胞耗竭。

4 Kisspeptin/KISS-1R 與妊娠并發(fā)癥

血漿或血清Kisspeptin 主要來(lái)源于妊娠期間的胎盤(pán)，并且血漿Kisspeptin 水平在整個(gè)妊娠期間顯著增加。Kisspeptin/KISS-1R 參與哺乳動(dòng)物妊娠的整個(gè)過(guò)程，調(diào)控胚胎著床、胎盤(pán)形成，在妊娠的建立和維持中發(fā)揮著重要的調(diào)控作用。血中Kisspeptin 水平與妊娠期相關(guān)疾病的發(fā)生關(guān)系密切，可作為檢測(cè)妊娠疾病診斷和胎兒發(fā)育的潛在生物學(xué)標(biāo)志物[16]。

4.1 Kisspeptin/KISS-1R 與流產(chǎn)自然流產(chǎn)是早期妊娠最常見(jiàn)的并發(fā)癥。Kisspeptin 水平降低與自然流產(chǎn)有一定相關(guān)性，與血清絨毛膜促性腺激素相比，血漿Kisspeptin 水平對(duì)流產(chǎn)有較高的診斷價(jià)值?？苓B翠等[17]以溴隱亭構(gòu)建自然流產(chǎn)大鼠模型，大鼠血清中孕酮、E2 水平明顯降低，而LH 水平明顯升高，大鼠卵巢的黃體體積明顯減小，黃體中血管的數(shù)量明顯減少，黃體表達(dá)的Kisspeptin/KISS-1R 的陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)明顯減少，提示卵巢黃體表達(dá)的Kisspeptin/KISS-1R 系統(tǒng)可能通過(guò)調(diào)節(jié)血清中E2、孕酮和LH 等激素水平，從而影響其內(nèi)分泌功能。劉穎等[18]研究顯示，補(bǔ)腎益氣方聯(lián)合黃體酮治療的復(fù)發(fā)性流產(chǎn)再次妊娠者，其血清Kisspeptin 蛋白表達(dá)明顯升高，孕激素水平升高，再次妊娠者的流產(chǎn)率降低，提示血清中Kisspeptin 蛋白含量對(duì)妊娠期有影響。

4.2 Kisspeptin/KISS-1R 與子癇前期（Preeclampsia，PE）PE 是特發(fā)于人類(lèi)妊娠期的進(jìn)展性疾病，以高血壓、蛋白尿?yàn)橹饕R床表現(xiàn)，常伴隨肝臟、腎臟等全身多臟器受損癥狀，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致孕產(chǎn)婦子癇發(fā)作，威脅孕產(chǎn)婦和胎兒的生命健康，以及增加孕婦遠(yuǎn)期的心血管等其他疾病發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。早期發(fā)現(xiàn)先兆子癇并采取相應(yīng)的干預(yù)措施對(duì)優(yōu)化妊娠結(jié)局具有重要的臨床意義。

目前，PE 診斷基于早期妊娠危險(xiǎn)因素篩查、子宮動(dòng)脈多普勒測(cè)速和PPAP-A 或胎盤(pán)生長(zhǎng)因子（PLGF）等生物標(biāo)志物。Kisspeptin 通過(guò)減少血管生成、減少細(xì)胞滋養(yǎng)層侵襲和增加滋養(yǎng)層細(xì)胞凋亡與PE 的發(fā)病機(jī)制有關(guān)，也可能在預(yù)測(cè)和診斷子癇前期中發(fā)揮作用。

Kisspeptin 已被提議作為一種新的生物標(biāo)志物用于識(shí)別有先兆子癇風(fēng)險(xiǎn)的女性。早發(fā)性PE 發(fā)病機(jī)制是孕體來(lái)源的滋養(yǎng)層細(xì)胞對(duì)母體子宮的侵襲不足導(dǎo)致子宮血管重塑不良、胎盤(pán)灌注不足，最終導(dǎo)致局部和全身內(nèi)皮功能障礙。孕婦的孕前疾病包括高血壓、肥胖和糖尿病，可能會(huì)形成促炎環(huán)境，通常與遲發(fā)性PE 綜合征有關(guān)。Kisspeptin 抑制滋養(yǎng)層遷移和侵襲，可以推測(cè)胎盤(pán)中KISS-1 表達(dá)的增加可能有助于早發(fā)性PE 的發(fā)展。Kisspeptin 是滋養(yǎng)層侵襲的額外生理調(diào)節(jié)劑，通過(guò)下調(diào)基質(zhì)金屬蛋白酶-2（Matrix metalloproteinase-2，MMP-2）和基質(zhì)金屬蛋白酶-9（Matrix metalloproteinase-9，MMP-9）抑制evCT 穿透更深層的子宮肌層，Kisspeptin 介導(dǎo)的ERK1/2 和PI3k/Akt 通路激活可調(diào)節(jié)NF-κB 的核轉(zhuǎn)位和DNA 結(jié)合活性，最終降低NF-κB 結(jié)合和MMP-9 基因啟動(dòng)子區(qū)域的激活，此外，Kisspeptin 已被證明通過(guò)激活腫瘤細(xì)胞中的p38 MAPK 來(lái)抑制MMP-9，并上調(diào)孕早期滋養(yǎng)層細(xì)胞中的金屬蛋白酶組織抑制因子-1 和金屬蛋白酶組織抑制因子-3[19]。Mujde 等[20]研究顯示，與孕齡匹配的健康孕婦相比，經(jīng)歷過(guò)遲發(fā)性PE 的孕婦血漿Kisspeptin 水平升高[（68.7±93.4）pg/ml vs（68.5±57.9）pg/ml，P=0.004），Kisspeptin 預(yù)測(cè)PE 的最佳截?cái)嘀禐?7.2 pg/ml，敏感度為53%，特異性為76%，診斷準(zhǔn)確率為64%。早期先兆子癇妊娠和肥胖患者的循環(huán)Kisspeptin 降低，妊娠早期循環(huán)的Kisspeptin 與妊娠期血壓之間呈負(fù)相關(guān)，孕16 周時(shí)Kisspeptin 識(shí)別有PE 發(fā)展女性的最佳截?cái)嘀禐?96pmol/L，敏感度為85.7%，特異性為71.4%，有效率為72.3%，陽(yáng)性預(yù)測(cè)值為15.8%，陰性預(yù)測(cè)值為98.8%，但不建議單獨(dú)進(jìn)行普遍篩查，因?yàn)槊舾卸群吞禺愋圆桓遊21]。在擇期剖宮產(chǎn)的同時(shí)采集健康和先兆子癇孕婦的胎盤(pán)、胎盤(pán)床和頂蛻膜以及母體和臍帶血，通過(guò)RT-PCR 確定mRNA 表達(dá)，免疫組織化學(xué)法檢測(cè)母胎組織中的蛋白質(zhì)表達(dá)，采用ELISA 確定循環(huán)母體和臍帶血清Kisspeptin 濃度。妊娠合并先兆子癇時(shí)胎盤(pán)Kisspeptin 表達(dá)增高，而血清Kisspeptin 水平降低，KISS-1 mRNA 和蛋白質(zhì)在健康和先兆子癇妊娠的母體組織（胎盤(pán)床和頂葉蛻膜）中的表達(dá)最低，在健康和PE 妊娠的母胎組織中，KISS-1 受體mRNA 表達(dá)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)差異，提示胎盤(pán)Kisspeptin表達(dá)增加與滋養(yǎng)層侵襲性降低是一致的，并且可能解釋了先兆子癇發(fā)展的分子機(jī)制，降低的循環(huán)Kisspeptin 濃度有可能被用作胎盤(pán)功能障礙的標(biāo)志物[22]。孫新六等[23]收集PE 患者組織標(biāo)本，與正常孕婦比較，PE 孕婦KISS-1 表達(dá)上升，且隨著PE 嚴(yán)重程度的上升，KISS-1 表達(dá)也增加，KISS-1 mRNA與平均動(dòng)脈壓、24h 尿蛋白量呈正相關(guān)，與新生兒體質(zhì)量呈負(fù)相關(guān)，與KISS-1≥1.5 組孕婦相比，KISS-1＜1.5 組孕婦胎盤(pán)厚度、胎兒股骨長(zhǎng)度和胎兒雙頂徑均明顯增加，提示KISS-1 可做為預(yù)測(cè)胎兒生長(zhǎng)受限的潛在高風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，用于監(jiān)測(cè)PE 發(fā)生及胎兒發(fā)育情況。

綜上所述，KISS-1 及其受體KISS-1R 基因通過(guò)促進(jìn)GnRH 分泌，從而調(diào)控HPGA 功能，調(diào)節(jié)GnRH 分泌、調(diào)節(jié)青春期啟動(dòng)、參與卵巢功能、卵泡發(fā)育、維持良好妊娠狀態(tài)和生殖系統(tǒng)功能。本研究還探討了Kisspeptin 與PCOS、POF 生殖系統(tǒng)妊娠相關(guān)疾病之間的聯(lián)系。隨著對(duì)研究的深入，臨床醫(yī)生越來(lái)越意識(shí)到Kisspeptin 在子癇前期診療中的臨床應(yīng)用價(jià)值，可作為潛在的預(yù)測(cè)子癇前期的生物標(biāo)志物，但其敏感性、特異性有限，在未來(lái)可能會(huì)與其他標(biāo)志物聯(lián)合使用來(lái)識(shí)別PE。

（本研究由西安醫(yī)學(xué)院第四批校級(jí)重點(diǎn)學(xué)科經(jīng)費(fèi)資助。）