GPR30受體在神經(jīng)退行性疾病和腦缺血中的作用

潘彥灼，吳凌智 綜述 何玲 審校

1.中國藥科大學(xué)藥學(xué)院，江蘇 南京 210009；

2.嘉興市第一醫(yī)院，浙江 嘉興 314000

GPR30 受體是一種七次跨膜GPCR，其于1997 年間被發(fā)現(xiàn)[1]。隨后因觀察到GPR30 受體可以與雌激素相互作用并且介導(dǎo)雌激素效應(yīng)，GPR30 受體于2007 年被國際基礎(chǔ)臨床藥理學(xué)協(xié)會正式命名為G 蛋白偶聯(lián)雌激素受體(G protein coupled estrogen receptor，GPER)[2]。與其他雌激素受體不同的是，GPR30受體主要介導(dǎo)雌激素的非基因組效應(yīng)[3]。該效應(yīng)涉及的分子信號起始于膜上，終止于細(xì)胞質(zhì)當(dāng)中，整個過程發(fā)生迅速，使靶細(xì)胞能夠在極短時間內(nèi)響應(yīng)雌激素，比如包括在數(shù)分鐘內(nèi)改變離子通道以及激酶信號通路強(qiáng)弱[4]。作為一種新型雌激素受體，其功能被廣泛與雌激素已知效應(yīng)比較。雌激素通常被認(rèn)為一類由性腺分泌的類固醇激素，參與調(diào)控女性性發(fā)育以及生殖全過程。然而目前已經(jīng)認(rèn)識到雌激素具有廣泛的生理作用，皮膚系統(tǒng)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、骨骼系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、代謝系統(tǒng)和排泄系統(tǒng)都是其直接調(diào)控對象[5]。其中雌激素的神經(jīng)作用催生出雌激素替代療法[6-7]，選擇性靶向雌激素核受體[8]等策略用于治療各種神經(jīng)系統(tǒng)疾病。

隨著全球多地區(qū)的老齡化程度加劇[9-10]以及不健康的生活習(xí)慣[11]，神經(jīng)退行性疾病以及心腦血管疾病呈現(xiàn)出大流行趨勢。該類型流行將造成大量身心殘障人群出現(xiàn)并進(jìn)一步給患者，家庭，社會以及國家?guī)砭薮髩毫?。在神?jīng)退行性疾病臨床治療中還尚未出現(xiàn)十分有效的診治管理策略，對癥治療策略的藥效局限性[12]，神經(jīng)退行性疾病的集聚一身特性和占比異質(zhì)性導(dǎo)致單一藥物治療這些患者成為奢望[9-10]。作為全球另一高發(fā)病率以及高致死致殘的疾病[13]，缺血性腦卒中治療策略仍然不能滿足眾多患者，僅有的臨床藥物組織纖溶酶原激活劑藥物因?yàn)楠M窄的治療窗口限制其臨床普遍使用[11]。腦缺血神經(jīng)系統(tǒng)紊亂的特征使研究者在開發(fā)新療法時自然考慮到雌激素的神經(jīng)作用。然而臨床研究結(jié)果的矛盾性[14]以及雌激素對腦部已受損神經(jīng)元作用微弱性[7]使目前藥物在腦缺血臨床試驗(yàn)未見其身影[13]。有趣的是作為雌激素新型受體，GPR30 保留雌激素的神經(jīng)保護(hù)作用，并且相較于其他已知的選擇性以及非選擇性雌激素受體調(diào)控劑，GPR30 激動并不會造成依賴雌激素受體激活參與的乳腺癌發(fā)病[15]以及其對生殖系統(tǒng)[16]的影響較少。這些特征使GPR30靶點(diǎn)在神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的應(yīng)用得到廣泛關(guān)注。

本綜述介紹GPR30 受體分布，功能以及分子機(jī)制，進(jìn)一步總結(jié)近10年來人們在幾種神經(jīng)系統(tǒng)疾病層面獲得有關(guān)GPR30神經(jīng)作用新認(rèn)識，包括通過調(diào)控非神經(jīng)元功能維持病理狀態(tài)下神經(jīng)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)，這些作用可能為GPR30 受體在治療這些神經(jīng)系統(tǒng)疾病提供新的治療策略。

1 GPR30受體在腦部分布

免疫組織化學(xué)和原位雜交組織化學(xué)表明GPR30受體在鼠類大腦中廣泛分布[17]，其中具有GPR30 高表達(dá)特征的腦區(qū)包括前腦的新舊皮質(zhì)以及海馬結(jié)構(gòu)，間腦的下丘腦，中腦黑質(zhì)致密部，腦橋和小腦部分區(qū)域(表1)。人腦GPR30受體分布特征與這些類似[18]。

表1 GPR30受體在鼠類大腦中高表達(dá)對應(yīng)的區(qū)域[17]Table 1 Brain regions with high expression of GPR30 receptor in mice[17]

關(guān)于細(xì)胞類型，GPER 在神經(jīng)元以及多種膠質(zhì)細(xì)胞中均有表達(dá)。電子顯微鏡結(jié)構(gòu)結(jié)合抗體標(biāo)記揭示不同腦區(qū)神經(jīng)元的GPER細(xì)胞內(nèi)超微結(jié)構(gòu)定位。在海馬區(qū)域，GPR30 受體在椎體神經(jīng)元中表現(xiàn)出核周圍廣泛分布的特征[19-22]，包括細(xì)胞膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核周圍胞質(zhì)、樹突棘以及其突觸后膜、軸突以及其突觸前膜。在中腦紋狀體中，該受體在膽堿能神經(jīng)元的樹突以及軸突分布[23]而在多巴胺能神經(jīng)元突觸前膜分布稀少。在下丘腦中，GPR30 受體在黃體生成素釋放激素(LH-releasing hormone，LHRH)神經(jīng)元[24]以及下丘腦室旁核(paraventricular nucleus，PVN)催產(chǎn)素神經(jīng)元以及促皮質(zhì)素釋放激素神經(jīng)元分布[25]。在垂體中，GPR30 受體在促性腺激素細(xì)胞，催乳素細(xì)胞以及生長激素細(xì)胞中均有分布[26]。另外對于具有干細(xì)胞特征，分化程度較低的細(xì)胞往往表現(xiàn)出GPR30能夠入核的特征，比如腫瘤細(xì)胞[27]以及神經(jīng)干細(xì)胞[28](neuron stem cell，NSC)。根據(jù)上述證據(jù)，一種猜測是當(dāng)神經(jīng)元成熟度較低時[28-29]，GPR30 受體在細(xì)胞核中分布。隨著逐漸成熟，GPR30受體從細(xì)胞核向胞體再向神經(jīng)元其他結(jié)構(gòu)比如軸突，樹突中再分布。

2 腦部GPR30受體介導(dǎo)的信號通路及其產(chǎn)生的生物效應(yīng)

作為GPCR 家族成員，GPR30 受體介導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)信號通路的過程與已知GPCR介導(dǎo)的經(jīng)典細(xì)胞內(nèi)信號相似(圖1A)。首先其定位在某種膜結(jié)構(gòu)上，然后與特定配體結(jié)合，膜內(nèi)偶聯(lián)的G蛋白內(nèi)部發(fā)生不同亞單位解離，這些亞單位(如Gα)隨后與其他蛋白相互作用觸發(fā)細(xì)胞內(nèi)信號級聯(lián)反應(yīng)。在細(xì)胞膜或者核周內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分布的GPR30 受體激活后能夠激活c-Src 蛋白，進(jìn)一步導(dǎo)致基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMP)向細(xì)胞外轉(zhuǎn)運(yùn)(圖1A)。MMP 隨后在細(xì)胞外釋放與細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)結(jié)合的EGF，這些因子與細(xì)胞膜外側(cè)受體比如EGFR結(jié)合調(diào)控下游不同MAPK亞族，P13K/Akt信號通路完成轉(zhuǎn)激活事件。這些轉(zhuǎn)激活事件產(chǎn)生的效應(yīng)具有腦區(qū)細(xì)胞特異性。在海馬神經(jīng)元中，GPR30/MAPK 與GPR30/P13K/Akt 信號通路均能夠參與調(diào)控記憶功能。GPR30/ERK在CA1 區(qū)域突觸后膜上增強(qiáng)NMDA功能以及隨后AMPA受體在突觸后膜的定位，這些效應(yīng)能夠促進(jìn)突觸后膜對興奮性神經(jīng)遞質(zhì)的增敏性[30](圖1N)。在海馬腹側(cè)區(qū)域，ERK信號的激活程度往往較弱[31]，GPR30 受體調(diào)控記憶的分子機(jī)制主要與另一MAPK 亞族JNK 有關(guān)[32]。GPR30/P13K/Akt 信號通路也能夠促進(jìn)LTP 形成需要的AMPA 受體突觸后膜定位[33-34]，不過這種效應(yīng)與促進(jìn)突觸后膜蛋白定位的骨架蛋白表達(dá)有關(guān)(圖1M)。另外該信號通路還能通過調(diào)控actin 蛋白解聚行為調(diào)控樹突密度[34](圖1M)。值得注意的是得到GPR30/P13K/Akt 對海馬區(qū)域效應(yīng)特征的研究采用系統(tǒng)給藥方式[34]，這使GPR30與P13K/Akt 信號通路之間在海馬中可能不是直接上下游關(guān)系。比如通過激動苔蘚纖維-CA3突觸區(qū)域的GPR30 受體發(fā)現(xiàn)該受體通過BDNF/TrKB與P13K/Akt信號通路建立聯(lián)系[35]。在皮質(zhì)神經(jīng)元中，GPR30/ERK信號通路能夠通過阻礙DAPK1 對NMDA 受體ser1303 位點(diǎn)的磷酸化過程增強(qiáng)皮質(zhì)神經(jīng)元對谷氨酸耐受性[22](圖1B)。在下丘腦視上核以及室旁核中，GPR30激動反而抑制ERK信號，進(jìn)一步造成一氧化氮合酶(nitric oxide synthase，NOS)功能抑制，該效應(yīng)可能參與下丘腦對血壓的調(diào)控過程[36](圖1F)。

圖1 腦部GPR30受體介導(dǎo)的信號通路及其產(chǎn)生的生物效應(yīng)Figure 1 Signaling pathways mediated by brain GPR30 receptors and their biological effects

在其他神經(jīng)細(xì)胞中，如小膠質(zhì)細(xì)胞，GPR30/ERK抑制NF-κB 磷酸化進(jìn)而抑制小膠質(zhì)細(xì)胞炎性表型形成[37](圖1C)。GPR30 受體的抗炎作用還能通過GPR30 調(diào)控TLR4 表達(dá)抑制NF-κB 信號通路實(shí)現(xiàn)[38](圖1C)。在星形膠質(zhì)細(xì)胞中，GPR30 激動調(diào)控的MAPK 亞族為P38，GPR30 通過抑制P38 信號恢復(fù)接受谷氨酸刺激的星形膠質(zhì)細(xì)胞自噬水平[39](圖1D)。

除了依賴轉(zhuǎn)激活的信號通路，細(xì)胞膜以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的GPR30受體還能通過偶聯(lián)的Gs蛋白亞基直接引發(fā)PLC/IP3 以及AC/cAMP/PKA 信號通路。GPR30/IP3信號通路被證實(shí)能夠顯著增加小鼠胚胎18天海馬區(qū)域神經(jīng)元內(nèi)的鈣信號以及神經(jīng)突長度[29](圖1 O)。GPR30/AC/cAMP/PKA信號通路在海馬腦區(qū)激活后能夠進(jìn)一步激活下游轉(zhuǎn)錄因子CREB改善去卵巢伴隨鐵損傷的雌鼠物體識別以及情緒記憶能力[40](圖1L)。在成年雄性大鼠海馬苔蘚纖維-CA3 突觸中，GPR30/PKA 能夠促進(jìn)CA3 區(qū)域的BDNF 分泌以快速誘導(dǎo)長時程抑制的形成[35](圖1L)。CA3區(qū)增加的BDNF通過Trkb信號通路激活A(yù)kt/mTOR使突觸外的AMPA受體數(shù)目減少從而達(dá)到短期沉默突觸的效應(yīng)[35](圖1M)。

在下丘腦弓形核神經(jīng)元中，GPR30 激動后可以通過非轉(zhuǎn)激活作用快速激活STAT3，隨后激活的STAT3啟動基因組效應(yīng)參與誘導(dǎo)雄鼠厭食行為形成[41](圖1G)。此外，該區(qū)域的GPR30在雌鼠中還參與調(diào)控弓形核-內(nèi)側(cè)視前核軸功能以促進(jìn)雌性大鼠性交行為[42]。其他不清楚信號通路特征的GPR30 功能還包括正向調(diào)控下丘腦-垂體軸釋放激素過程，比如促進(jìn)下丘腦LHRH神經(jīng)元釋放促黃體生成素釋放激素[24]，垂體催乳素細(xì)胞釋放催乳素過程[26](圖1J)；使PVN 區(qū)域?qū)?-HT 脫敏[25，43]并造成下游靶組織垂體分泌更少的催產(chǎn)素以及促腎上腺皮質(zhì)激素[25](圖1I)；GPR30的5-HT受體信號抑制作用有望增強(qiáng)選擇性血清素再攝取抑制劑抗抑郁作用[25]；促進(jìn)紋狀體區(qū)域膽堿能神經(jīng)元向海馬輸入乙酰膽堿[44](圖1E)；直接調(diào)控紋狀體中間GABA能神經(jīng)元或者膽堿能神經(jīng)元與多巴胺能神經(jīng)元之間的相互作用，間接調(diào)控多巴胺能神經(jīng)元釋放多巴胺[23](圖1E)。

另外腦部其他雌激素受體被發(fā)現(xiàn)與GPR30 受體互作，并且這些作用具有腦區(qū)以及性別特異性。在雄鼠海馬垂直區(qū)域中，GPR30受體激活能夠促進(jìn)雄性小鼠該區(qū)域的ERα磷酸化[45]，并且該效應(yīng)參與減少雄鼠在高架十字迷宮中焦慮行為(圖1K)。而在雌鼠下丘腦腹內(nèi)側(cè)，GPR30受體作為ERα的下游參與調(diào)控鼠性交行為[46](圖1H)。除了串聯(lián)的作用方式，GPR30 與ERα還能以并聯(lián)的方式共同調(diào)控bcl2 的表達(dá)[18]?？傊?，GPR30受體作為一種GPCR，其保留GPCR經(jīng)典信號通路途徑，包括轉(zhuǎn)激活以及非轉(zhuǎn)激活途徑，這些信號通路在大腦不同細(xì)胞中分別介導(dǎo)神經(jīng)可塑性，神經(jīng)內(nèi)分泌穩(wěn)態(tài)，心血管自主神經(jīng)調(diào)節(jié)，能量攝取以及神經(jīng)炎癥等生物效應(yīng)。

3 GPR30受體在神經(jīng)退行性疾病中的作用

3.1 阿爾茲海默病 癡呆被定義為一種由多種疾病參與造成的臨床綜合征，該綜合征臨床上能夠表現(xiàn)出一種乃至多種認(rèn)知功能障礙，如嚴(yán)重失語，記憶丟失[47]。具有記憶丟失特征的癡呆患者在過去臨床上被定義為阿爾茲海默病(Alzheimer's disease，AD)[47]。另外阿爾茲海默病還可以通過其病理去定義：尸檢確定具有腦部中細(xì)胞外有Aβ沉積導(dǎo)致的淀粉樣沉積以及神經(jīng)元內(nèi)tau 構(gòu)成的神經(jīng)纖維纏結(jié)。然而隨著研究不斷深入，AD的定義被限定在病理方面而排除臨床[48]：在活體中被同時診斷出具有Aβ以及病理tau生物標(biāo)記物[49]。這些生物標(biāo)記物在個體中隨著多種風(fēng)險因素的介入，比如年齡，性別，它們一起形成一種復(fù)雜的、漸進(jìn)的且多種腦內(nèi)細(xì)胞功能障礙和死亡的過程[50]，最終推動個體從臨床前進(jìn)入臨床階段，演變?yōu)榘V呆[51]。目前臨床僅支持對癥治療，包括使用乙酰膽堿酯酶抑制劑和NMDA 受體抑制劑通過矯正腦部神經(jīng)遞質(zhì)釋放紊亂在一定程度上緩解認(rèn)知的衰退[12]。然而AD神經(jīng)病理不能被這些藥物所改善，隨著時間推移，它們會再次聯(lián)合諸多因素導(dǎo)致認(rèn)知不可逆的惡化。這一局限迫使目前研究集中開發(fā)修飾疾病的療法，這些療法可以阻止AD 這一生物條件的惡化，還有可能具有對癥治療的療效[12]。目前諸多文獻(xiàn)報道激動GPR30受體對動物具有增強(qiáng)認(rèn)知功能的作用。在早期一項(xiàng)延遲位置匹配T 迷宮(delayed matching-to-position T-maze，DMP T-maze)實(shí)驗(yàn)中，接受GPR30激動劑G1腹腔注射的去卵巢大鼠的學(xué)習(xí)能力顯著增強(qiáng)，表現(xiàn)為完成任務(wù)規(guī)定所需要的時間周期顯著縮短[52]。這種學(xué)習(xí)加速的過程與記憶功能的變化相關(guān)。記憶主要包括陳述性記憶，工作記憶以及非陳述性記憶[53]，研究報道G1在去卵巢鼠中影響的記憶類型主要是陳述性記憶。在Y 迷宮實(shí)驗(yàn)中，G1能夠顯著增加去卵巢大鼠在延遲期的空間識別記憶[54]。在水迷宮實(shí)驗(yàn)中，G1同樣能夠改善空間識別記憶，使去卵巢小鼠在目標(biāo)象限區(qū)域的停留時間恢復(fù)至與空白組近似，并且小鼠記憶的變化與小鼠學(xué)習(xí)過程變化一致，后者表現(xiàn)出逃避潛伏期顯著縮短的特征[34]。AD模型參與的研究為調(diào)控GPR30作為潛在的AD 對癥治療策略直接提供有力的支持。G1 對陳述性記憶的改善作用在非卵巢摘除5XFAD小鼠復(fù)現(xiàn)，表現(xiàn)為物體識別記憶功能受損得到一定程度緩解。并且這種認(rèn)知改善作用具有性別差異，表現(xiàn)為雌鼠易感，而雄鼠無響應(yīng)[55]。在機(jī)制方面，G1 激動對空間記憶學(xué)習(xí)的影響至少涉及兩方面：(1)直接調(diào)控基底前腦膽堿能系統(tǒng)間接影響海馬腦區(qū)功能。免疫組化結(jié)果表示GPR30在去卵巢SD大鼠的基底前腦膽堿能神經(jīng)元中表達(dá)，給予G1能夠增加海馬區(qū)域乙酰膽堿含量，伴隨認(rèn)知功能的改變，而這些作用在使用GPR30拮抗劑G15 后減弱[56]。(2)調(diào)控海馬區(qū)域神經(jīng)元突觸可塑性。分子生物學(xué)研究表示在海馬中表達(dá)的GPR30 被激活后能夠通過SRC-1/P13K/mTORC2/Akt信號通路促進(jìn)與突觸相關(guān)蛋白表達(dá)，比如位于突觸前膜蛋白Spino，突觸后膜蛋白PSD95 和谷氨酸受體GluR1，其中PSD95 的表達(dá)有利于GluR1 突觸后膜錨定[33-34]。另外該信號通路還能夠影響突觸中的actin 骨架蛋白聚合以及解聚行為進(jìn)而調(diào)控樹突棘密度[34]。類似地，腦室注射G1同樣能夠通過調(diào)控海馬CA1區(qū)的actin骨架蛋白聚合改善記憶[57]。不過由于給藥方式的不同，該研究表示造成該效應(yīng)的分子機(jī)制與JNK 信號通路激活有關(guān)，而非ERK以及P13K/Akt信號通路[32]。最近一項(xiàng)細(xì)胞研究表示GPR30激動對AD病理下神經(jīng)元具有一定保護(hù)作用[58]。G1能夠改善Aβ1-42刺激下的大鼠皮質(zhì)神經(jīng)元活力。這種挽救行為可能與GPR30 激動降低胞內(nèi)氧化應(yīng)激水平有關(guān)[58]。上述研究表明GPR30對神經(jīng)元功能具有保護(hù)和增強(qiáng)作用，這些作用可能將來被用于研發(fā)AD對癥治療策略。在AD中，非神經(jīng)元介導(dǎo)的病理事件同樣影響認(rèn)知功能。盡管目前沒有直接研究表示GPR30能夠調(diào)控AD腦內(nèi)固有免疫異常響應(yīng)，在其他疾病研究中，GPR30 激動具有顯著的中樞抗炎作用[38]。同時GPR30 還能夠影響星形膠質(zhì)細(xì)胞對神經(jīng)元作用[59]。這些證據(jù)提示GPR30靶點(diǎn)的開發(fā)可能是AD疾病修飾策略的新方向。

3.2 帕金森病 PD是繼AD最常見的神經(jīng)紊亂，其病理特征主要表現(xiàn)為在黑質(zhì)致密部出現(xiàn)多巴胺能神經(jīng)元丟失，這種紊亂會進(jìn)一步造成該腦區(qū)投射的紋狀體區(qū)域多巴胺含量銳減，最終導(dǎo)致高級運(yùn)動功能發(fā)生障礙癥狀出現(xiàn)[60]。國內(nèi)老齡化帶來的一個問題是PD發(fā)病率的提高，2020年底中國預(yù)計將達(dá)到362萬左右群體患上PD，占全中國60 歲以上老年人群體的1.37%[61]。與AD 不一樣的是，PD 是可治療的，PD 的對癥治療策略治療效率要比治療AD的對癥治療好很多[62]。目前的臨床對癥治療策略包括改善運(yùn)動癥狀以及改善早期非運(yùn)動癥狀的策略，而改善運(yùn)動癥狀的策略又可以根據(jù)患者對一線用藥左旋多巴的耐受程度進(jìn)行分類[63]。目前的臨床前研究提示GPR30 的神經(jīng)保護(hù)作用能有效保護(hù)黑質(zhì)紋狀體多巴胺能通路，同時其還能有望用于開發(fā)治療改善PD 自主神經(jīng)功能障礙，尤其是消化系統(tǒng)癥狀，比如便秘。Bourque 等[16]發(fā)現(xiàn)G1 藥理激動GPR30 能夠改善MPTP 中度損傷導(dǎo)致的紋狀體區(qū)域DA代謝周期運(yùn)轉(zhuǎn)上調(diào)以及多巴胺能神經(jīng)元末端丟失。該研究中選用的MPTP誘導(dǎo)模型[16]除了具有中樞樣退變外還具有腸道神經(jīng)丟失和外周固有免疫異常激活的病理特征[64]，這些外周異常在處于早期PD的患者中出現(xiàn)并且它們參與介導(dǎo)該群體胃腸道運(yùn)動障礙癥狀的形成(比如便秘)。該研究團(tuán)隊(duì)表示激動GPR30 帶來的多巴胺能神經(jīng)保護(hù)作用對該模型的腸道內(nèi)腸肌叢中的多巴胺能神經(jīng)元同樣有效[64]。另外，腹膜腔巨噬細(xì)胞以及外周循環(huán)單核細(xì)胞也是GPR30 的重要調(diào)控對象。Iba1 免疫組化以及體視學(xué)結(jié)果表明G1能夠減少腹膜腔上的巨噬細(xì)胞數(shù)目。而體外內(nèi)流式細(xì)胞術(shù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表示G1 給予能夠直接緩解血液中單核細(xì)胞群體表型向促炎方向轉(zhuǎn)換。這些結(jié)果提示激動GPR30還可能應(yīng)用于治療PD早期階段出現(xiàn)的腸道癥狀[64]。臨床研究表明PD 除了具有異常中樞外周炎癥外，還存在神經(jīng)營養(yǎng)因子中樞含量減少的特征[65]，該特征也與PD經(jīng)典病理黑質(zhì)紋狀體通路多巴胺能神經(jīng)元衰退有關(guān)。體內(nèi)藥理研究表明GPR30激動能夠增加MPTP 模型腦BDNF 含量并抑制GSK-3β活性，從而發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用[66]。

4 GPR30受體在耐藥性癲癇中的作用

癲癇被定義為腦局部或者整體存在異常同步的神經(jīng)元活動[67-68]，并且這些活動能夠引發(fā)多次臨床可觀察的發(fā)作[69]。目前抗癲癇發(fā)作類藥物(Antiseizure Drug)依舊是治療癲癇的首選藥物，然而目前存在近30%的患者對該類型耐受[67]?？拱d癇發(fā)作類藥物耐受的機(jī)制主要包括靶點(diǎn)假說，轉(zhuǎn)運(yùn)體假說以及神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)假說[70]。其中神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)假說為GPR30 開發(fā)為治療癲癇的新靶點(diǎn)提供參考。該假說認(rèn)為耐藥癲癇患者腦部不只是神經(jīng)元放電異常，其還伴隨膠質(zhì)增生，神經(jīng)退行性發(fā)生以及軸突延伸障礙導(dǎo)致的神經(jīng)環(huán)路異常[70]。幾項(xiàng)研究表示GPR30 的神經(jīng)保護(hù)作用還可以用來改善耐藥性癲癇當(dāng)中的神經(jīng)退行性發(fā)生以及神經(jīng)炎癥。

Kurt 等[71]發(fā)現(xiàn)GPR30 激動具有促進(jìn)癲癇發(fā)生的作用。研究者在PTZ 誘導(dǎo)的點(diǎn)火模型中發(fā)現(xiàn)雌激素與GPR301激動劑能夠顯著增強(qiáng)該模型的發(fā)作。進(jìn)一步的生化分析表現(xiàn)出G1 給予顯著促進(jìn)海馬以及皮質(zhì)區(qū)域NO水平表達(dá)，提示G1可能通過改變腦部氧化應(yīng)激過程誘導(dǎo)神經(jīng)炎癥。隨后Zuo 等[72]得到相反的結(jié)果，其認(rèn)為可能與研究選擇的不同癲癇誘導(dǎo)模型以及G1 濃度有關(guān)。該項(xiàng)研究通過毛果蕓香堿構(gòu)建耐藥性癲癇模型并通過敲除GPR30 排除了藥效學(xué)研究帶來的藥物濃度變量對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾[72]。GPR30敲除顯著增強(qiáng)小鼠發(fā)作程度以及縮短痙攣潛伏期。病理分析結(jié)果提示該模型中出現(xiàn)海馬區(qū)神經(jīng)元損傷和神經(jīng)炎癥。這些結(jié)果初步表示GPR30 的功能失調(diào)可能參與具有海馬硬化特征的耐藥性癲癇患者發(fā)作。相同模型的藥理干預(yù)結(jié)果提示GPR30 激動能夠改善耐藥性癲癇中的認(rèn)識功能[73]。給予未敲除GPR30 的小鼠G1 后研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)G1 能夠有效改善小鼠認(rèn)知功能，并伴隨有效控制海馬苔蘚纖維發(fā)芽。最近的臨床研究建立了GPR30 與皮質(zhì)區(qū)功能異常相關(guān)的癲癇發(fā)生的關(guān)系[74]。首先Wang 等[74]觀察到該類癲癇患者腦部神經(jīng)元以及小膠質(zhì)細(xì)胞的GPR30 表達(dá)下調(diào)。就神經(jīng)元方面，研究者進(jìn)一步通過細(xì)胞實(shí)驗(yàn)揭示了GPR30激動能夠增強(qiáng)原代皮層神經(jīng)元PKA以及磷酸化PKA的表達(dá)，另外GPR30 還能夠通過改變NR2A/B 表達(dá)調(diào)控原代皮質(zhì)神經(jīng)元突觸后興奮性電流自發(fā)頻率。而小膠質(zhì)細(xì)胞方面，小膠質(zhì)細(xì)胞GPR30表達(dá)下調(diào)與NF-κB信號激活有關(guān)。另外該研究發(fā)現(xiàn)采用非侵入性手段PET-CT觀測女性患者腦內(nèi)葡萄糖能量代謝特征能夠有效推測GPR30 表達(dá)情況，該策略有望進(jìn)一步將GPR30 開發(fā)成能夠反映皮質(zhì)發(fā)育不全患者特定疾病進(jìn)展的新分子標(biāo)記物[74]?？傊?，海馬皮質(zhì)區(qū)域GPR30表達(dá)的下調(diào)可能促進(jìn)耐藥性癲癇病理發(fā)生發(fā)展[72-74]，而通過適當(dāng)激動GPR30 可能能夠有效增加腦部GPR30表達(dá)水平從而改善疾病進(jìn)展[73]。

5 GPR30受體在腦缺血中的作用

腦缺血是一類因腦部供血不足造成神經(jīng)元功能障礙甚至死亡的的神經(jīng)系統(tǒng)紊亂[75]。腦部血流量的降低原因包括斑塊介導(dǎo)的栓塞或者循環(huán)系統(tǒng)功能障礙[76]。其中前者引起的腦缺血為局部腦缺血，又稱為腦卒中。由心臟功能異常造成的腦缺血則為全局腦缺血[77]。目前臨床上分別采用溶栓劑以及抗氧化或神經(jīng)炎癥藥物分別治療腦缺血中的早期急性缺血事件以及缺血后事件[75]。盡管理論上雌激素的神經(jīng)保護(hù)作用本身對缺血后事件可能有益，然而一項(xiàng)早期臨床研究表示絕經(jīng)后女性腦卒中對雌激素替代療法收效甚微，甚至該策略加重該群體致死率[14]。有趣的是作為雌激素受體，GPR30激動劑在最近關(guān)于治療具有絕經(jīng)特征的腦缺血動物模型的報道中表現(xiàn)出優(yōu)異的效果。

在人為絕經(jīng)雌鼠中MCAO 損傷誘導(dǎo)后短時間內(nèi)單次給予G1 抑制神經(jīng)元缺血性損傷事件的發(fā)展[38]。進(jìn)一步研究表示該作用可能與降低小膠質(zhì)細(xì)胞炎性激活信號通路TLR4-NF-κB 有關(guān)[38]。與小膠質(zhì)細(xì)胞類似，星形膠質(zhì)細(xì)胞的GPR30在局部腦缺血環(huán)境下也具有神經(jīng)保護(hù)作用[39]。在該細(xì)胞背景下激活能夠抑制炎癥響應(yīng)并且恢復(fù)自噬水平并抑制反應(yīng)性星形膠質(zhì)細(xì)胞增生[39]。

在絕經(jīng)期動物模型合并全局腦缺血病理中，海馬區(qū)域不同細(xì)胞中的GPR30 均表達(dá)下調(diào)[78]。與局部腦缺血類似，全局腦缺血中的小膠質(zhì)細(xì)胞的GPR30表達(dá)下調(diào)能夠增強(qiáng)該類細(xì)胞的炎性活動[20，79]，這種活動能夠被G1 激動抑制。而在神經(jīng)元中，GPR30 被發(fā)現(xiàn)能夠允許健康神經(jīng)元表達(dá)更多IL1β受體內(nèi)源性拮抗蛋白IL1RA 以增強(qiáng)其對神經(jīng)炎癥耐受性[20]。當(dāng)神經(jīng)元GPR30 表達(dá)下調(diào)時，神經(jīng)元的對小膠質(zhì)細(xì)胞來源的IL1β耐受性下降，進(jìn)而引起神經(jīng)元死亡并釋放DAMP，這些抗原被小膠質(zhì)細(xì)胞的TLR4 識別后激活，促進(jìn)更多的促炎因子釋放，形成惡性循環(huán)，加重梗死區(qū)域的擴(kuò)散[20]。相同病理背景下的星形膠質(zhì)細(xì)胞中，其GPR30 的激活能夠促進(jìn)非炎性表型反應(yīng)性星形膠質(zhì)細(xì)胞形成[59]，這些細(xì)胞能夠增強(qiáng)自身芳香合成酶-腦源性雌激素信號通路合成并釋放腦源性雌激素促進(jìn)海馬區(qū)齒狀回以及CA1 區(qū)域的NSC 增殖并發(fā)育成成熟神經(jīng)元。

總之，腦部多種細(xì)胞的GPR30在絕經(jīng)期不同程度腦缺血中表達(dá)或功能下調(diào)，而恢復(fù)或增強(qiáng)其功能能夠帶來神經(jīng)炎癥抑制，健康神經(jīng)元耐受性增強(qiáng)以及神經(jīng)元再生等效應(yīng)，這些效應(yīng)有利于改善疾病進(jìn)程。

6 討論

GPR30 受體在中樞系統(tǒng)中廣泛表達(dá)以及其能夠調(diào)控多種初始發(fā)病機(jī)制不同的神經(jīng)系統(tǒng)疾病共同的下游病理事件的特征提示該靶點(diǎn)的神經(jīng)保護(hù)作用可能具有泛神經(jīng)系統(tǒng)疾病改善的特征。根據(jù)這一猜想，最近有綜述推導(dǎo)出GPR30 激動還可能用于治療亨廷頓疾病以及多巴胺能拮抗藥物治療精神分裂引起的遲發(fā)性運(yùn)動障礙[60]。然而目前靶向GPR30 對多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病獨(dú)特的病理特征的影響依舊無文獻(xiàn)支持。在PD領(lǐng)域中，現(xiàn)有的藥理學(xué)證據(jù)均來自MPTP模型，該模型能夠破壞神經(jīng)元呼吸鏈正常運(yùn)作，進(jìn)一步造成線粒體氧化應(yīng)激，最終能夠在較短的時間內(nèi)造成多巴胺能神經(jīng)元大量丟失[80]。然而這種模型不能模擬PD另一經(jīng)典病理特征—α-突觸核蛋白堆積形成lewy小體[63]，這提示目前采用MPTP 模型獲得的藥效結(jié)果可能在臨床轉(zhuǎn)化上受到限制，僅對具有神經(jīng)炎癥或者線粒體氧化應(yīng)激明顯的PD亞型患者可能有效[81]，而對那些具有α-突觸核蛋白基因突變的患者的效應(yīng)還需要在具有l(wèi)ewy 小體病理特征的轉(zhuǎn)基因動物上進(jìn)一步確定。同理，對于具有AD 病理特征的癡呆患者以及亨廷頓病患者來說，觀察GPR30 對Aβ或者tau病理以及亨廷頓蛋白堆積改善是十分有必要的[82]。除此之外，前述證據(jù)指出靶向GPR30受體更可能作為一種臨床輔助策略，比如在治療耐藥性癲癇以及PD 早期癥狀的時候，GPR30 激動劑可能可以聯(lián)合現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)療法治療而不是替代這些策略。

盡管目前GPR30 受體被普遍認(rèn)為是一種雌激素受體，然而其激動產(chǎn)生的獨(dú)特的機(jī)制以及隨后表現(xiàn)出包含雌激素神經(jīng)保護(hù)作用同時排除直接給予雌激素帶來的副作用的效應(yīng)引發(fā)了關(guān)于其是否是雌激素受體的討論[2]。除此之外，GPR30效應(yīng)的工具藥的靶點(diǎn)非特異性以及生理環(huán)境下激動GPR30所需的雌激素濃度過高等證據(jù)對該觀點(diǎn)同樣提出質(zhì)疑[2]。對GPR30受體與雌激素受體的關(guān)系的進(jìn)一步認(rèn)識有利于將GPR30開發(fā)成合適的藥物，以克服雌激素帶來的多種副作用，如雌化效應(yīng)、乳腺癌誘發(fā)、癲癇誘發(fā)以及腦卒中等。