神经系统中的神经降压素

来源:岁月联盟 作者:吴涛 胡随瑜 时间:2010-07-12
[关键词]神经系统神经降压素

  神经降压素(Neurotensin,NT)1973年首先从牛的下丘脑提取,是一种具有生物活性的单链多肽,其后发现NT也存在于人及其它哺乳动物的胃肠道和其它组织中,如肾上腺髓质、甲状腺等。作为一种脑肠肽,NT具有神经递质、神经调质和局部激素作用。本文就其化学特点、分布、受体、生物学效应及其神经系统作用机制作一综述。  1NT的化学本质与合成释放1973年,Carraway等[1]在分离牛的下丘脑P物质(SubˉstanceP,SP)时,发现一种新肽,能引起麻醉大鼠裸露皮肤的血管明显扩张,因其来自神经系统,具有降低血管张力的作用,故命名为神经降压素(Neurotensin,NT)。1975年,有学者[2]运用Merrifield固相法首次合成NT,证实其由13个氨基酸残基组成,分子量是1673。N末端缺少游离的-NH2,C末端可被羧肽酶(Carboxypeptidase)水解,其排列顺序如下:焦谷-亮-酪-谷-门酰-赖-脯-精-精-脯-酪-异亮-亮-OH。NT分子的后6个氨基酸残基具有其全部生物活性,即NT(8-13)(精8-精9-脯10-酪11-异亮12-亮13),但NT(8-13)并不是NT在体内产生的降解片段之一。改变NT分子某个氨基酸,人工合成的NT(8-13)类似物有Eisai复合物[3]、NT64L、NT66L、NT67L和NT69L,均可以通过血-脑屏障。1987年,DobnerPR等[4]成功克隆NT基因。人们进一步发现:NT与和它结构相似的,由6个氨基酸残基组成的神经介素(NeuromedinN,NN)(H-赖-异亮-脯-酪-异亮-亮-OH),均来自哺乳动物的脑和肠道的同一大分子前体(Precursor,pro-NT/NN),它们均位于该前体的羧基端,中间被成对的碱性氨基酸赖-精相隔,前体的中间部分存在另一个蛋白编码区,生成NN样肽(NN-likesequence)。NT和NN是内切蛋白酶(Endoproteases)作用于同一前体不同切点的产物。此前体在大脑,主要产生中枢NT和NN;在肠道,主要分解出周围NT和羧基端以NN结尾的大分子肽—大NN(LargeNN);在肾上腺,产生NT、大NN和羧基端以NT结尾的大分子肽—大NT(LargeNT)[5]。研究表明[6],中枢NT和NN是在脑组织去极化时释放。和其它神经肽一样,在分泌细胞中,NT既可以单独存在于直径为100nm的大囊泡内,释放于神经末梢突触结构部位;也可以与5-HT、DA、NE等共存于直径为50nm的小囊泡内,与这些经典神经递质同时释放,对其分泌、传递信息等发挥调节作用[6]。在血脑屏障的薄弱部位中枢NT可能进入血液循环[7]。胃肠道内周围NT和大NN是在摄食后被释放入血液循环系统。2NT的分布、代谢及受体NT在中枢及外周神经系统中广泛、非均匀分布,不同动物之间差异较大。在中枢神经系统中,NT广泛存在于脑组织的神经细胞、纤维和末梢[8]。人脑中的NT主要分布于下丘脑、正中隆起、垂体柄、黑质、脑干结构(包括导水管周围灰质)、蓝斑、中缝核和上下丘之间[9],在与精神心理活动有关的下丘脑的杏仁核、弓状核、边缘系统中的分布尤为密集[10,11];其次在大脑皮质(钩回)、海马、基底神经节、腺垂体、扁桃体和丘脑;三叉神经、视神经和齿状核的分布最少。在胃肠道,NT分布在消化道粘膜的特异性内分泌细胞—N细胞中,以远端小肠为主[8]。NT在心脏主要分布于窦房结、房室结、心房、心室和乳头肌。此外,还分布于肾上腺髓质、甲状腺及癌组织中。用放免法测定不同性质的抗血清所检测的NT片段及所得的血浆值不同。从目前有限的报道中初步确定血浆中的NT浓度为20~60pmol/L。NT的生物半衰期约40s,其降解和失活机制现已明确[5]。在血液循环和组织中,NT被作用羧基端的金属内切肽酶(Metalloendopeptidases)缓慢灭活,主要降解部位是精8-精9,于脯10-酪11及脯7-精8三处肽键。NN被氨肽酶迅速灭活;大NN的降解机制还不明确。1990年,Nakanishi等[12]克隆出第一个NT受体NTS1(旧称NTR-1),并证明它属于G蛋白偶联受体家族(thefamilyofGprotein-coupledreceptors)。主要分布于黑质、中脑腹侧背盖区等处。几年后,GullyD等[13]合成首个非肽类的NT受体拮抗物SR48692,RosteneW等[14]证实它能阻断一部分NT的中枢和外周效应,但不能抑制中枢注射NT导致的镇痛和降低体温作用。第二代的拮抗物SR142948比SR48692的作用强大,GullyD等[15]证明它可以抑制脑室注射NT导致的镇痛和降低体温作用。近年,又克隆出了两种新的NT受体:一种是类似于NTSR1的nts2,仍属于G蛋白偶联受体超家族,分布于嗅觉系统、大脑和小脑皮层、海马和某些下丘脑核;nts3从结构上完全不同于NTSR1和nts2[16],分布于脑、脊髓、心脏、骨骼肌、胎盘和睾丸,其生理作用尚不明确。在各系统各组织中的3种受体,其亲合力有高低两种类型,亲合常数分别为0.5nmol/L和9nmol/L,最大结合容量分别为41fmol/mg和100fmol/mg蛋白。在与靶细胞受体结合时,主要是其碳末端4个氨基酸侧链与受体疏水集团相互作用的结果。当NT和受体结合后,可以激活腺苷酸环化酶通过cAMP、Ca2+等作为第二信使而发挥生物效应。  3NT与神经系统在中枢神经系统,NT具有显著的镇痛、调节多巴胺神经传导、降低体温和刺激腺垂体激素分泌的作用。并因此和某些疾病的发病有关。3.1镇痛作用NT在脑中分布广泛,包括与痛觉有关的脑区。脑池或脑室注射极微量NT,可减弱动物对痛刺激的反应,而外周注射则不出现。NT的镇痛作用稍强于内啡肽,而比吗啡和脑啡肽强千倍。陈家津等[17]报道了功能性头痛患者脑脊液NT含量变化,比对照组减少了78.91%;头痛不发作时NT比前头痛发作增加53.89%,但仍比正常人减少67.54%。其中12例患者进行追踪,经药物治疗头痛症状消失后,再次抽取脑脊液测定NT的含量时,发现NT的含量均比治疗前头痛发作时升高,但仍低于对照组。3.2NT与情感障碍从上世纪70、80年代开始,PertCB等[18]提出,神经多肽及其受体构成了受心理影响的精神身体,参与脑与身体之间的脑、腺体、免疫系统的交流网络,并可能是情感机制的生化基础。有学者曾注意到未经治疗的精神分裂症患者脑脊液中NT含量低,治疗后可回升至正常[19]。但WeissDW等[20]研究表明,以色列居民在海湾战争中及战后焦虑程度高于战前,同时血浆NT水平升高。已有的研究[21]表明,NT可能在多巴胺能系统功能中占有一席之地。CechettoDF等[22]研究表明,应激诱导的心血管功能不良的皮质定位可能在岛叶,因为岛叶接受来自内脏的神经冲动信息,而其生化机制在于丘脑杏仁核中核中NT及神经肽Y的介导。3.3调节激素分泌NT参与调节哺乳动物的神经内分泌系统,经用TRH阻断镇静剂及NT效应证实:NT对前垂体、下丘脑下部的激素分泌具有很强的调节作用,主要作用于丘脑下部水平。应用RIA和免疫组化技术发现,NT样免疫活性物质分布于下丘脑和前垂体,在中央隆起也有储存和释放[23,28],这证明:NT参与神经内分泌调节由其分布决定。脑内注入NT能抑制黄体生成素的分泌,增加生长激素分泌。外周注入NT也能使垂体生长激素、催乳素、促甲状腺素分泌增加。BozzolaM等[24]报道,血浆NT水平是生长激素抑制激素受抑制的外围标志之一。
3.4降低体温脑室内或颅内静脉窦中注入微量的NT,即可使啮齿动物的体温

下降,而外周注入NT则无作用。降温的程度与NT的剂量和动物所处环境温度有关。



3.5NT与神经系统疾病李晨等[25]测定了脊髓病变脑脊液13例中,四肢

锥体束征6例,其NT含量比对照组增加14.1倍。而7例脊髓病变性质待诊与对照组相

比无明显变化。有学者曾注意到未经的精神分裂症患者脑脊液中NT含量低,治

疗后可回升至正常[19]。在老年痴呆病脑脊液神经肽含量变化来看,阿尔茨

海姆病患者脑脊液中精氨酸加压素、β-内啡肽、生长抑素和NT含量比对照组均有

显著降低。随着神经肽的基础和临床研究的不断深入。也将使人们对老年痴呆病机

制会有更多的了解,并为临床治疗奠定基础。



临床测定血浆和脑脊液中NT水平,在研究脑血管疾病方面资料较多[24~27

],结果显示:出血性脑血管病患者脑脊液NT含量比正常人增加,其原因可能是

(1)脑部某些疾病因素影响,脑内NT合成增加;(2)脑组织受疾病因素的破坏时

,脑组织中的NT释放并进入脑脊液;(3)可能与出血时脑脊液含血有关。脑血栓形

成所致的缺血性脑血管病患者脑脊液的NT含量比对照组减少,而引起脑内NT合成减

少,释放入脑脊液的NT量降低,导致患者脑脊液的NT含量明显减少。因此,出血性

脑血管病和缺血性患者脑脊液NT含量呈现显著的反向变化,这对两类不同脑血管病

临床的鉴别诊断及治疗措施等方面提供有益的。从急性缺血性脑血管病患者血

浆NT含量变化来看:发病后2周内血浆NT含量明显低于正常对照组,并随着病情好转

,而NT水平恢复正常。血浆NT水平逐渐恢复者均无意识障碍及死亡,结果显示与

预后有关。由于血浆较脑脊液获取容易,便于动态观察,故血浆NT测定为脑血管病

患者提供一个有潜力的临床生化指标。



总之,NT作为多巴胺传导和前垂体激素分泌的神经调质,在大脑中发挥降低体

温和镇痛的作用,并与精神疾病的情绪的变化有关[28]。NT还有许多生理效

应无法解释,特别是与多巴胺系统的交互作用原理,因此可能还存在许多未知的N

T受体亚型。而且NT类似物作为治疗用药的前景也是值得探讨的。



  参考



1CarrwayR,LeemanSE.Theisolationofanewhypotensivepeptide,n

euˉrotensinfrombovinehypothalami.JBiolChem,1973,248(19):6854-

6861.



2CarrawayR,LeemanSE.Theaminoacidsequenceofahypothalamicp

eptide,neurotensin.JBiolChem,1975,250(5):1907-1911.



3MachidaR,TokumuraT,TsuchiyaY,etal.Pharmacokineticsofnove

lhexapeptideswithneurotensinactivityinrats.BiolPharm,1993,16(

1):43-47.



4DobnerPR,BarberDL,Villa-KomaroffL,etal.Cloningandsequenc

eanalysisofcDNAforthecanineneurotensin/neuromedinNprecursor.Pr

oc.Natl.Acad.Sci.U.S.A,1987,84(10):3516-3520.



5KitabgiP,DeNadaiF,RovereC,etal.Biosynthesis,maturation,

reˉlease,anddegradationofneurotensinandneuromedinN.Ann.New.York

.Acad.Sci,1992,668:30-42.



6CarrawayRE,MitraSP,SpauldingG.Posttranslationalprocessingo

f theneuroten-+sin/neuromedin-Nprecursor.Ann.New.York.Acad.Sci,1992

,400:75-93.



7许绍芬.神经生物学.上海:上海医科大学出版社,1999,241-244.



8PolakJM,BloomSR.Thecentralandperipheraldistributionofneu

ˉrotensin.Ann.New.York.Acad.Sci,1982,400:75-93.



9CooperPE,FernstromMH,RorstadOP,etal.Theregionaldistribut

ionofsomatostatin,substancePandneurotensininhumanbrain.BrainR

es,1981,218:219.



10韩济生.神经原理.第二版.北京:北京医科大学出版社,1999,858.



11ChronwallBM.Anatomyandphysiologyoftheneuroendocrinearcuat

enucleus.Peptides,1985,6(2):1-11.



12TanakaK,MasaM,NakanishiS.Structureandfunctionalexpressio

noftheclonedratneurotensinreceptor.Neuron,1990,4(6):847-854.



  13GullyD,CantonM,BoigegrainR,etal.Biochemicalandpharmacolo

giˉcalprofileofapotentandselectivenonpeptideantagonistofthe

neuˉrotensinreceptor.ProcnATLaCADsCIusa,1993,90(1):65-69.



  14RosteneW,AzziM,BoudinH,etal.Useofnonpeptideantagonists

toexplorethephysiologicalrolesofneurotensin.Focusonbrainneuˉ

rotensin/dopamineinteractions.AnnNewYorkAcadSci,1997,814:125-141

.



15GullyD,LabeeuwB,BoigegrainR,etal.Biochemicalandpharmaco

ˉlogicalactivitiesofSR142948A,anewpotentneurotensinreceptoran

ˉtagonist.JPharmacolEpTher,1997,280(2):802-812.





16MazellaJ,ZsurgerN,NavarroV,etal.The100-kDaneurotensinre

ˉceptorisgp95/sortilin,anon-G-protein-coupledreceptor.JBiolChem

,1998,273(41):716-736.



17陈家津.功能性头痛病人脑脊液中NT含量的改变.应用生杂志,19

92,(1):74-75.



  18PertCB,RuffMR,WeberRJ,etal.Neuropeptidesandtheirrecept

ors:apsychosomaticnetwork.JImmunol,1985,135(2):820-826.



19KinkeadB,BinderEB,NemeroffCB.Doesneurotensinmediatethee

fˉfectsofantipsychoticdrugs?BiolPsychiatry,1999,46(3):340-351.



  20WeissDW,HirtR,TarcicN,etal.Studiesinpsychoneuroimmunolo

gy:psychological,immunological,andneuroendocrinologicalparametersi

nIsraeliciviliansduringandafteraperiodofScudmissileattacks.B

ehavMed,1996,22(1):5-14.



21MatheAA.Neuropeptidesandelectroconvulsivetreatment.JECT,19

99,15(1):60-75.



22CechettoDF.Identificationofacorticalsiteforstress-induced

cardioˉvasculardysfunction.IntegrPhysiolBehavSci,1994,29(4):3

62-373.



23Tyler-McMahonBM,BoulesM,RichelsonE.Neurotensin:peptidefor

thenextmillennium.RegulPept,2000,2593(1-3):125-36.



24BozzolaM,Ntodou-ThomeA,BonaG,etal.Possibleroleofplasma

neurotensinongrowthhormoneregulationinneonates.JPediatrEnˉdoc

rinaoMetab,1998,11(5):607-13.





25李晨.神经降压素脑脊液内含量测定与神经系统疾病的关系.中华神经精神

科杂志,1992,(2):113.



26陈家津.脑血管病脑脊液神经降压素含量的改变.基础医学与临床,1991,

11(2):58-60.



27翟书涛.神经肽与精神疾病.中华神经精神科杂志,1988,21(4):246-25

1.



28谢启文.神经内分泌学.上海:上海医科大学出版社,1999,88-90.