阿片生长因子生物学功能研究进展

黄雯雯

(鲁东大学生命科学学院，山东烟台，264025)

阿片生长因子（Opioid Growth Factor）简称OGF，即甲硫氨酸脑啡肽（Met-enk），是一种重要的内源性阿片肽，已被证实在多种动物的组织器官中存在。作用范围广泛，最初发现其具有镇痛作用，随后的研究又发现其参与免疫调节、影响细胞增殖，并在与免疫系统相关疾病的治疗方面可以发挥作用。近年来，有文献报道OGF对肿瘤的形成、个体发育、细胞再生、组织愈合等有负性调节作用，并且没有物种、组织细胞的特异性，但可以被阿片受体拮抗剂纳洛酮阻断[1]。本文就近年来有关阿片生长因子生物学功能研究进行简要介绍。

1 阿片生长因子研究历史

阿片生长因子，即甲硫氨酸脑啡肽（Met-Enk），是由5个氨基酸残基组成的多肽（Try-Gly-Gly-Phe-Met）。对Met-Enk的早期研究是将其作为镇痛剂和神经递质进行的，随后的研究发现其受体在神经系统，免疫系统，肿瘤组织和正常细胞中均有分布，研究重点转移至Met-Enk对免疫系统、肿瘤细胞和正常细胞的作用，结果发现Met-Enk不但参与免疫调节，而且影响细胞增殖[2]。因其对肿瘤的形成、细胞再生、组织愈合、个体发育等有负性调节作用，Met-Enk又被称为阿片生长因子（Opioid Growth Factor），简称OGF[1-3]。

生物学家和药理学家长期以来一直在探索阿片肽的作用机制，根据吗啡作用的高度选择性、立体结构专一性及拮抗剂的竞争性等特点，采用受体药理学方法成功提取了μ、δ、κ三种不同功能的受体。1989年发现了不同于μ、δ、κ的新受体“zeta”，其介导细胞生长调控，因此又被称为Opioid Growth Factor Receptor，简称OGFr[3]。由此开辟了阿片生长因子研究的新篇章。

2 阿片生长因子在动物体内的分布

OGF最初是从猪脑中提取分离出的，随后又在哺乳动物、鸟类的中枢神经系统以及周围神经中陆续发现了OGF的分布[4,5]。最新研究表明，OGF在高等动物的内脏包括肾脏、胰脏、肝脏，此外消化道，消化腺，肌肉，表皮，牙髓等的多种组织中均有OGF的存在[1,6-12]。Bisignani GJ等运用免疫组织化学定位技术，在人体正常肾脏组织和肾脏肿瘤组织中都发现OGF的存在[8]。在临床医学研究中，Zagon IS等用放射性免疫测定技术在人体的正常胰腺组织、胰腺肿瘤以及血浆中发现了OGF[13]；Zagon IS等还通过一系列的体外实验证实，人体肝癌细胞，结肠癌细胞中都有OGF以及OGFr的存在[10-14]；McLaughlin PJ等在人体肾上腺皮质细胞中检测出OGF[6]。潘乙怀等检测到大鼠牙髓组织中具有OGF的合成位点[11]等。

OGF在低等无脊椎动物体内也广泛存在。Rachakonda Sarojini等在螯虾的卵巢和胸部神经节中检测出OGF[15]；Kishori 等从两种对虾体内检测到了OGF[16]；Sreenivasula Reddy等[17]的实验证实在螃蟹的眼柄内有OGF的存在。国内的一些研究表明，OGF广泛存在于贝类的各种组织器官，李华等[18]采用免疫组织化学的方法证实在扁玉螺的消化道，消化腺，神经节，一些器官的上表皮和结缔组织，肌肉中均有OGF 的阳性反应；李明等[19]的实验结果也表明在疣荔枝螺的消化道和消化腺中有OGF 的分布。还有研究表明，OGF在头足类短蛸的足、腕、神经节以及血液中有OGF 的广泛分布[20]。

3 阿片生长因子的生物学功能

3.1.镇痛作用

内源性脑啡肽通过与μ受体、σ受体结合降低神经细胞内cAMP水平和钙传导，抑制神经传递，从而起到镇痛作用。其中脑啡肽中的Met-enk，即OGF，对痛觉影响明显，阿片类药物已经被发现有强大的镇痛作用，并有明显的欣快感觉和成瘾作用[4]。潘乙怀等人的实验结果显示，致痛物质缓激肽（BK）与OGF的产生具有显著地相关性，OGF的产生和释放受到BK的调控，而OGF可以通过负反馈机制抑制激肽原从血管中释放或生成BK，从而产生镇痛作用[11]。有人将前脑啡肽基因的质粒导入哺乳类体细胞系细胞，转化细胞在体外培养条件下能合成脑啡肽并将其分泌到细胞外，分泌量可通过调整细胞数量来适应不同个体，以满足镇痛的需要，如缓解艾滋病患者的全身疼痛[21]。

3.2.免疫调节作用

OGF是一种重要的免疫调节信号分子，能够与广泛存在于免疫系统的淋巴细胞、单核细胞、巨噬细胞、粒细胞中δ受体、μ受体结合，双向调控细胞内cAMP、钙、蛋白激酶K、蛋白激酶A水平，这些第二信号通路影响细胞功能和造血细胞的生长，包括细胞因子的释放[22]。目前已发现OGF的免疫调节作用有：①对NK细胞和T细胞的作用：体内注射OGF可增强已被感冒病毒感染的小鼠的NK细胞的活性，能够显著增强雄鼠体内的T细胞增殖，并可增强被感冒病毒感染小鼠的CTL细胞的活性，而CTL细胞对杀伤肿瘤细胞起重要作用，OGF还能够促进致分裂原诱导的淋巴细胞增殖反应，且其作用主要由阿片受体介导，自分泌、旁分泌途径是淋巴细胞产生的内源性阿片肽发挥免疫调节作用的重要方式[21,22]；②对巨噬细胞的作用：OGF能对巨噬细胞的多种功能进行调节，包括免疫反应和炎症反应。体外刺激大鼠腹腔巨噬细胞能够促进H2O2与NO的产生，而这两种活性物质与巨噬细胞杀菌和抗肿瘤作用有关[3]；③对细胞因子的影响：细胞因子对于免疫反应和细胞增殖具有调节作用，OGF通过影响细胞因子的释放间接调控免疫反应和细胞增殖，OGF能够提高LPS刺激的鼠外周巨噬细胞对IL-1分泌，抑制其对TNF的分泌；OGF可双向调控Con-A刺激的鼠脾淋巴细胞对IL-4和IL-γ的分泌：高浓度抑制，低浓度促进；也有文献报道，OGF是通过增加干扰素、白介素等多种细胞因子产生的间接抗病毒作用来抑制B型流感病毒增殖[23]。孟静娟等的研究结果表明[24,25]OGF联合IFN-γ或IL-2对肿瘤细胞的抑制作用比OGF单独对肿瘤细胞抑制的作用强的多，这为免疫调节治疗肿瘤提供了有利的支持。还有报道证实，OGF不仅可以促进小鼠脾源的树突状细胞（DC）分化成熟，而且还可以显著刺激DC表达CD11c(+)、CD80的表达，提高IL-12的分泌[26]。

低等无脊椎动物没有特异性的免疫系统，只能依靠表皮机械阻挡，粘液细胞的免疫作用，血细胞的吞噬作用以及一些体液因子的调节作用。已有研究表明贝类体内也存在脑啡肽，并且分子结构与哺乳动物体内的脑啡肽相同，Stefano G等[27]实验证明贻贝体内的OGF参与免疫调节，特别是血细胞的粘附和迁移，并进一步研究证明贝类的阿片肽通过免疫活性细胞表面的δ受体介导，引起免疫细胞变扁、伸长、形成伪足，产生明显的抑制作用。这意味着贝类具有与高等脊椎动物相似的神经内分泌免疫调节网络。孙虎山等的研究证实OGF可以增强贝类血细胞过氧化物酶（MPO）活力，并促进血细胞的吞噬作用和包囊化作用[28]；同时他们还发现，OGF可以通过对扇贝血细胞中的两种自由基H2O2和NO的负调节作用影响其自身的免疫调节[29]。

目前，OGF 的免疫调节作用及其作用机理还不够深入，有待于进一步研究。

3.3.对细胞生长的调控作用

从上世纪80年代起，很多研究表明OGF参与肿瘤细胞的生长调控。Zagon IS等使用多种肿瘤细胞系，通过一系列体外、体内实验证实，OGF通过与其受体结合，参与内分泌调节，从而抑制肿瘤细胞的生长，癌症患者体内OGF会内源性的增加[13,14-30]。李孟森等报道[1]，OGF对小鼠胚胎成纤维细胞NIH3T3和人肝癌细胞Bel7402生长具有抑制作用，这种作用具有剂量依赖性，并且纳洛酮可以阻断OGF对这两种细胞的抑制作用，5-氟尿嘧啶对OGF的作用有协同作用。Bisignani GJ等在体外实验中发现[8]，OGF可以与人体肾脏癌细胞核膜上的受体OGFr相互作用，广泛的抑制肾脏癌细胞的增殖扩散，并且他们运用免疫组织化学定位技术，发现肾脏癌细胞中有OGF存在，这可解释内源性OGF在机体抗癌中的作用以及癌症的发病机理。McLaughlin PG等发现OGF和OGFr受体相互作用可以抑制甲状腺癌细胞的增殖[7]，随后又发现OGF和OGFr的动态平衡需要通过网格蛋白介导的内吞作用完成[31]。Zagon IS等报道[9]，OGF通过OGFr介导调节细胞周期蛋白依赖性激酶抑制通路抑制癌细胞增殖。Avella DM等[10]采用免疫组织化学技术发现在人卵巢癌细胞的细胞质和细胞核中均有OGF和OGFr的存在，并从分子水平证实OGF和OGFr是通过抑制DNA的合成和p16和p21的表达来抑制癌细胞增殖。

在低等无脊椎动物中，Rachakonda Sarojini等在体外实验中，用不同浓度梯度OGF处理带胸部神经节的小龙虾卵巢后也发现，经OGF处理的卵巢生长速度明显变慢，而经纳洛酮处理的卵巢则有增殖加快的趋势，这说明OGF对细胞生长的抑制作用不仅适用于高等动物，也适用于低等无脊椎动物，并且OGF对细胞生长的这种抑制作用可以被纳洛酮所拮抗；Rachakonda Sarojini等还发现内源性神经分泌的OGF主要是通过抑制神经节对性腺刺激激素（GSH）的分泌起作用[15]。

3.4.OGF对动物生长发育的影响

在高等哺乳动物中OGF对动物生长发育的影响主要是通过其与受体的相互作用实现的，目前已发现内源性OGF及其受体在哺乳动物胚胎发育早期的外胚层，中胚层和内胚层均有分布。所有研究的内容都支持OGF对动物胚胎发育早期器官的形成及动物身体的正常发育有重要的调控作用[32,33]。Zagon IS等通过注入OGF拮抗剂纳络酮观察对动物胚胎发育的影响来判断正常鼠体内内源性OGF对鼠胚胎发育的调控作用。结果发现，注射纳络酮的孕鼠所产生比正常个体大的多的巨型幼体，巨型幼体的器官除椎骨和肺之外其他发育均失常，主要表现为现重量增加、体积增大。

有研究结果表明，OGF对无脊椎动物生长影响与对哺乳动物影响的一致。Rachakonda Sarojini等的研究表明[15]，OGF对小龙虾卵巢发育起到调控作用，并受到阻断剂纳洛酮的拮抗，他们将一组带有胸神经节的小龙虾离体卵巢置入OGF液体环境中，另一组则将同样带有胸神经节的小龙虾卵巢放入含OGF拮抗剂纳洛酮的液体环境中。结果发现，与对照组相比，在OGF环境中培养的小龙虾卵巢中的卵母细胞生长明显减缓甚至停止，而在纳洛酮环境中培养的卵母细胞发育较对照组则要快的多；同时他们还发现OGF是通过影响小龙虾胸神经节中两种生长激素的分泌最终影响细胞生长的，这与在哺乳动物研究的结果一致[15,34-35]。

4 总结

OGF作为一种重要的内源性阿片肽已经被证实存在于多种动物体内。作用范围广泛，除最初发现的镇痛作用外，其还广泛参与到对神经、呼吸、循环、消化、泌尿、生殖、内分泌、感觉、运动和免疫等功能的调节。但是研究还不够深入，对于相关的作用机理没有统一定论，有待于进一步的研究。

自从发现OGF是一种负调节生长因子后，医学家通过一系列的体内体外实验证明，OGF对多种肿瘤细胞的增殖和生长具有明显的抑制作用，这对临床应用阿片肽治疗癌症提供了理论上的支持，具有重要的理论和实践意义。而OGF 作为生长调控因子在动物个体生长发育中扮演重要的角色也已被人们所认识，但是研究尚不够深入，对于OGF对动物生长发育的影响程度及作用机理需进一步研究。

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