前列腺小體的研究進(jìn)展▲

陸良喜 黃志敏 史 珺 王文杰 陸 杰 史 宏

(1 廣西中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院仁愛分院男科，南寧市 530001，38274940@qq.com；2 廣西中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院風(fēng)濕病科，南寧市 530023；3 廣西中醫(yī)藥大學(xué)公共衛(wèi)生與管理學(xué)院，南寧市 530001)

【提要】 前列腺小體是人前列腺上皮細(xì)胞分泌的一種亞細(xì)胞囊狀結(jié)構(gòu)，含有豐富的蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、RNA等物質(zhì)，具有免疫調(diào)節(jié)、抗菌、抗氧化、調(diào)節(jié)精子功能等生理作用。在血液和尿液中均可以檢測到前列腺小體，目前研究已證實(shí)前列腺小體部分標(biāo)記物可用于診斷男性不育和前列腺癌，以及判斷其預(yù)后。本文就前列腺小體的成分、作用及其與前列腺疾病的關(guān)系作一綜述。

1978年，Ronquist等[1]首次從人精漿中檢測到前列腺小體，該物質(zhì)是第一個被確定的生殖道膜性囊泡。前列腺小體屬于外泌體，由人類前列腺上皮細(xì)胞分泌后進(jìn)入前列腺液及尿液，其直徑為30～500 nm。近年來，對于前列腺小體的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能有了較為深入的研究，其在生殖系統(tǒng)中的重要性已經(jīng)得到學(xué)科界廣泛關(guān)注。前列腺小體不僅與精子功能相關(guān)，而且與前列腺疾病關(guān)系密切。本文就前列腺小體的成分、生理作用及其與前列腺疾病的關(guān)系進(jìn)行綜述。

1 前列腺小體的成分

目前，前列腺小體的具體成分組成尚未完全清楚。既往研究認(rèn)為前列腺小體是通過胞吐作用的方式釋放到細(xì)胞外，然而最近有學(xué)者通過掃描電鏡和透射電鏡發(fā)現(xiàn)大多數(shù)前列腺小體是通過頂漿分泌，這一發(fā)現(xiàn)也解釋了大量無信號肽序列的大蛋白存在于前列腺液中的原因[2]。2003年，Utleg等[3]研究表明，前列腺小體含有139種蛋白質(zhì)，主要包括35%的酶類蛋白、19%的運(yùn)輸及結(jié)構(gòu)類蛋白、17%的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白、14%的三磷酸鳥苷結(jié)合蛋白、6%的分子伴侶蛋白及9%的注釋蛋白。2009年，Poliakov等[4]采用低溫電子顯微鏡觀察了經(jīng)蔗糖梯度純化的前列腺小體，并通過高效液相色譜/質(zhì)譜分析其蛋白質(zhì)組成，發(fā)現(xiàn)在人前列腺小體中存在440種蛋白質(zhì)。前列腺小體還富含磷脂、膽固醇，且膽固醇/磷脂比值>2時(shí)有利于維持前列腺小體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和通透性。鞘磷脂是前列腺小體中的主要磷脂類型，這為其高度有序的膜結(jié)構(gòu)奠定了基礎(chǔ)[5]，另外前列腺小體還含有豐富的鋅、鈣、鎂等離子。Vojtech等[6]研究發(fā)現(xiàn)，精液外泌體(主要包含前列腺小體和附睪小體)中含有大量的RNA，該課題組分別測序了20～40和40～100核苷酸片段的RNA，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其含有各種類型的小非編碼RNA，包括微小RNA、轉(zhuǎn)運(yùn)RNA、非編碼小RNA等。甚至還有學(xué)者報(bào)告前列腺小體內(nèi)含有DNA[7]。前列腺小體由兩個具有不同特征的亞種群組成，兩個亞種群在核苷酸片段的長短和蛋白質(zhì)的組成上有所區(qū)別[8]。有學(xué)者使用液相色譜儀-質(zhì)譜儀的脂質(zhì)學(xué)方法對前列腺小體兩個亞群的脂質(zhì)組成進(jìn)行檢測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)前列腺小體兩個亞群中鞘磷脂和己糖神經(jīng)酰胺的比例不同，相比于直徑較小的前列腺小體，直徑較大的前列腺小體中鞘磷脂含量更豐富，而己糖神經(jīng)酰胺含量更低[9]。目前認(rèn)為前列腺小體的主要成分包括蛋白質(zhì)、非編碼小RNA、磷脂、離子、DNA等，并通過這些物質(zhì)發(fā)揮其特殊的功能。

2 前列腺小體的生理作用

2.1 前列腺小體的免疫調(diào)節(jié)作用 自然殺傷細(xì)胞是機(jī)體重要的免疫細(xì)胞，其在人類女性生殖系統(tǒng)的先天免疫應(yīng)答、妊娠、胚胎著床等過程中起著至關(guān)重要的作用。研究發(fā)現(xiàn)，前列腺小體可以使孵育后的自然殺傷細(xì)胞活性降低[10]，從而避免自然殺傷細(xì)胞對精子的免疫攻擊。CD48存在于人的前列腺小體中，它作為2B4/CD244受體的配體，在活化自然殺傷細(xì)胞受體中起著至關(guān)重要的作用，CD48可能是前列腺小體保護(hù)精子免于遭受女性生殖道免疫攻擊的關(guān)鍵因子[8]。還有研究發(fā)現(xiàn)，人前列腺小體含有半乳糖蛋白酶3及其配體Mac-2結(jié)合蛋白，兩者結(jié)合后可特異性作用于單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞，在免疫調(diào)節(jié)中發(fā)揮作用[11-12]，這可能是前列腺小體發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用的機(jī)制。

2.2 前列腺小體的抗氧化作用 人類精液中的活性氧是導(dǎo)致男性特發(fā)性不育的主要原因之一。研究表明，多形核中性粒細(xì)胞(polymorphonuclear neutrophil，PMN)可介導(dǎo)脂質(zhì)過氧化，導(dǎo)致精子細(xì)胞氧化損傷，而前列腺小體能夠減少含有PMN的精液中活性氧的產(chǎn)生[13]，這提示前列腺小體在男性生殖中發(fā)揮了重要作用，特別是在白細(xì)胞增多的情況下該作用更明顯，因?yàn)榫褐械陌准?xì)胞是活性氧的主要來源之一[14]。

2.3 前列腺小體的抗菌作用 研究發(fā)現(xiàn)，前列腺小體中嗜鉻粒蛋白B的豐度高于嗜鉻粒蛋白A[15]，而嗜鉻粒蛋白B的c末端片段具有強(qiáng)大的抗菌活性[16]，且嗜鉻粒蛋白B分子的其他部分也顯示出抗菌性能[17]。研究表明，低濃度的前列腺小體即可使細(xì)菌壁變形，導(dǎo)致細(xì)菌的細(xì)胞膜發(fā)生蟲蛀樣改變，進(jìn)而促進(jìn)細(xì)菌的死亡[18]。但是，近年來有關(guān)前列腺小體的抗菌作用的研究報(bào)告仍較少。

2.4 前列腺小體調(diào)節(jié)精子功能的作用 前列腺小體在促進(jìn)精子成熟和維持精子功能中具有直接或間接的作用，包括保護(hù)精子免受女性酸性環(huán)境和免疫損傷，以及調(diào)節(jié)精子活力、頂體反應(yīng)和受精能力等[19]。前列腺小體通過與精子融合后發(fā)揮調(diào)節(jié)精子的功能，這種融合現(xiàn)象需要依賴精液中的pH值，體外實(shí)驗(yàn)顯示pH值為5時(shí)精子與前列腺小體融合率最高[20]，這也解釋了為什么在精液(pH值7.0～7.8)中精子與前列腺小體的融合受到抑制，而當(dāng)精子進(jìn)入女性生殖道酸性環(huán)境后這種融合現(xiàn)象被觸發(fā)的原因。兩者融合后可以導(dǎo)致精子膜流動性下降，下降程度與前列腺小體與精子比值相關(guān)[21]。精子活力是由鈣離子誘導(dǎo)的離子信號通過精子頸部區(qū)域促進(jìn)的，這一過程可由孕激素誘導(dǎo)。研究表明，前列腺小體將孕激素受體和不同的鈣離子信號級聯(lián)組分轉(zhuǎn)移到精子頸部區(qū)域，孕激素可刺激精子釋放鈣離子，誘導(dǎo)激活相關(guān)鈣離子信號通路，在酸性(pH值5.0～6.0)條件下促進(jìn)精子與前列腺小體融合[22]。融合前列腺小體的精子富含孕酮受體、蘭尼堿受體、氫離子轉(zhuǎn)運(yùn)ATP合成酶A1，其他參與細(xì)胞內(nèi)Ca2+穩(wěn)態(tài)的蛋白也通過前列腺小體運(yùn)輸?shù)骄樱ǖ入x子體膜Ca2+-ATP酶4(plasma membrane calcium ATPase 4，PMCA4)[23]，它與一氧化氮合成酶(nitric oxide synthase，NOS)一起通過前列腺小體被運(yùn)輸?shù)骄?。在精子獲能期間，Ca2+離子刺激PMCA4和NOS活性，增強(qiáng)它們之間的相互作用，以減少一氧化氮的產(chǎn)生和氧化應(yīng)激改善弱精癥[23]。前列腺小體還攜帶氨基肽酶N，這是一種參與調(diào)節(jié)精子活力的蛋白質(zhì)，其機(jī)制主要通過調(diào)節(jié)內(nèi)源性阿片肽水平來實(shí)現(xiàn)[24]。精子獲能受環(huán)磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate，cAMP)細(xì)胞內(nèi)信號通路調(diào)控，由碳酸氫鹽和Ca2+離子共同促進(jìn)，主要受由膽固醇組成的細(xì)胞膜動力學(xué)變化的影響。前列腺小體作為精子獲能過程和頂體反應(yīng)的抑制劑，通過膽固醇轉(zhuǎn)移增加精子細(xì)胞內(nèi)cAMP含量，避免精子過早獲能和頂體反應(yīng)[25-26]。前列腺小體在人類精子受精能力中的作用很可能是多個因素協(xié)同調(diào)節(jié)的結(jié)果：在射精過程中，前列腺小體與精子融合后附著在精子上，在陰道酸性環(huán)境下，通過傳遞膽固醇穩(wěn)定精子膜，防止精子過早獲能和頂體反應(yīng)。前列腺小體黏附于精子表面能夠促使精子順利通過宮頸黏液的屏障，并在精子第一次接觸卵母細(xì)胞時(shí)與精子融合，將其內(nèi)容物轉(zhuǎn)移到精子中。此時(shí)，卵丘細(xì)胞分泌的孕激素將激活Ca2+依賴通路，促進(jìn)精子獲能和頂體反應(yīng)[27]。

3 前列腺小體與前列腺疾病的關(guān)系

3.1 前列腺小體與慢性前列腺炎 慢性前列腺炎(chronic prostatitis，CP)是男性最常見的泌尿疾病之一，其發(fā)病機(jī)制尚未完全明確，臨床治療效果不確定。目前臨床上CP的診斷和療效評估多基于慢性前列腺炎癥狀指數(shù)(chronic prostatitis symptom index，CPSI)評分和前列腺液鏡檢，缺乏特異性指標(biāo)。前列腺小體外泄蛋白(prostatic exosomal protein，PSEP)是存在于正常人尿液中的前列腺蛋白質(zhì)，早期的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)在CP患者的尿液中，PSEP含量升高[28]。還有學(xué)者對102例CP患者和70例健康體檢者尿液中的PSEP進(jìn)行定量檢測，發(fā)現(xiàn)CP患者尿液中的PSEP含量為1.728～3.966 ng/mL，明顯高于健康體檢者的0.565～1.094 ng/mL，尿液中的PSEP水平對CP的診斷敏感度為86.27%、特異度為90%，提示PSEP可作為臨床上診斷CP和評估療效的有效指標(biāo)[29]。

3.2 前列腺小體與前列腺癌 前列腺癌是男性常見的惡性腫瘤之一。目前，臨床上將血清前列腺特異性抗原(prostate-specific antigen，PSA)作為血清生物標(biāo)記物并結(jié)合經(jīng)直腸超聲檢查篩查前列腺癌。然而前列腺炎及良性前列腺增生等患者的血清PSA水平也可升高，使用血清PSA水平診斷前列腺癌的誤診率較高，PSA假陽性結(jié)果會增加不必要的活檢，且該指標(biāo)也不能體現(xiàn)前列腺癌細(xì)胞增殖轉(zhuǎn)移的情況。因此，需要一個更精確的生物標(biāo)志物來提高前列腺癌的診斷。近年來，前列腺癌抗原3以及基因融合轉(zhuǎn)錄均被用于作為診斷前列腺癌的標(biāo)志物，然而其特異性和敏感性仍存在爭議[30]。隨著研究的深入，前列腺小體在前列腺癌診斷中的價(jià)值受到廣泛的關(guān)注。研究發(fā)現(xiàn)，前列腺癌細(xì)胞可分泌前列腺小體，前列腺癌患者的尿液和血液中均可檢測出前列腺小體；前列腺小體通過將補(bǔ)體抑制蛋白CD59傳遞到自體癌細(xì)胞，以及磷酸化失活的C3來促進(jìn)免疫逃逸；前列腺癌細(xì)胞來源的前列腺小體中蛋白激酶A含量升高，蛋白激酶A使補(bǔ)體C3磷酸化，而磷酸化的補(bǔ)體C3不能進(jìn)行生理激活，膜攻擊復(fù)合物的形成也受到抑制，從而誘導(dǎo)細(xì)胞裂解[31]。前列腺癌細(xì)胞來源的前列腺小體已被證實(shí)在前列腺癌患者中可以下調(diào)自然殺傷細(xì)胞2組成員D介導(dǎo)的細(xì)胞毒性反應(yīng)，從而促進(jìn)免疫抑制和腫瘤逃脫[32]。Webber等[33]研究發(fā)現(xiàn)，前列腺癌細(xì)胞分泌的外泌體通過激活轉(zhuǎn)化生長因子β(transforming growth factor β，TGF-β)/Smad3信號通路，促進(jìn)成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化，使前列腺癌細(xì)胞的遷移和侵襲能力增強(qiáng)。還有研究發(fā)現(xiàn)， 前列腺癌合并骨轉(zhuǎn)移患者的前列腺癌細(xì)胞外泌體中人類微小RNA-940呈過表達(dá)，其在體外可以促進(jìn)人間充質(zhì)干細(xì)胞的成骨分化,并在體內(nèi)的骨轉(zhuǎn)移微環(huán)境中誘導(dǎo)成骨細(xì)胞損傷，促進(jìn)骨轉(zhuǎn)移的發(fā)生[34]。Bhagirath等[35]研究發(fā)現(xiàn)，相對于正常組及良性前列腺增生組，侵襲性前列腺癌組外泌體來源的微小RNA(exosomal microRNA，ex-miR)-1246、ex-miR-766-3p和ex-miR-302c-3p表達(dá)失調(diào)，其中ex-miR-1246是區(qū)分侵襲性前列腺癌和良性前列腺增生的潛在標(biāo)志物；該研究還發(fā)現(xiàn)，前列腺癌陽性淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況與前列腺細(xì)胞分泌的ex-miR-1246高表達(dá)之間存在相關(guān)性，進(jìn)一步明確ex-miR-1246具有預(yù)測前列腺癌侵襲性或者局部轉(zhuǎn)移的潛力。簡而言之，前列腺小體可能通過免疫逃避、增強(qiáng)腫瘤局部侵襲、促進(jìn)骨轉(zhuǎn)移等途徑參與前列腺癌的發(fā)病機(jī)制。前列腺小體來源的蛋白和微小RNA分子等作為前列腺癌診斷、鑒別、預(yù)后評估和流行病學(xué)的生物標(biāo)志物具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

4 總結(jié)與展望

自從1978年在精液中分離出前列腺小體后，許多學(xué)者致力于其成分和生理作用的研究。前列腺小體與男性生殖及前列腺癌的相關(guān)性研究已較為深入，研究已證實(shí)前列腺小體部分標(biāo)志物可用于男性不育和前列腺癌的診斷和預(yù)后評估。今后的研究需要將重點(diǎn)放在前列腺小體的蛋白質(zhì)和脂質(zhì)成分的分子譜，以及RNA的表達(dá)等，篩查與前列腺疾病相關(guān)的有效生物標(biāo)志物，從而幫助我們更好地理解前列腺小體的獨(dú)特性質(zhì)和功能。