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神经肽Y与疾病关系研究新进展

2013-08-15张学娇阿拉坦高勒

绿色科技 2013年7期
关键词:平滑肌食欲血浆

张学娇,阿拉坦高勒

(内蒙古大学,内蒙古 呼和浩特 010021)

1 引言

NPY受体有 Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y8等8种亚型。近年的研究表明,在整个中枢神经系统中,NPY在抑制癫痫发生发展方面有着重要作用,并且能够执行抑制生殖、肌肉兴奋以及交感神经兴奋的功能,这些功能的执行就会导致人体的心率、血压和代谢水平的降低。除此之外,NPY还能够促进食欲,这样就使得NPY成为了减肥药物的一个很好的作用靶点。但是,在外周神经系统中,NPY有刺激的作用,它与糖皮质激素以及儿茶酚胺共同增强机体的应激反应。NPY还能够在外周中诱导血管的收缩、血管平滑肌的增殖,以及由此而导致的血脂升高、糖耐受性增加,并且能够释放脂肪细胞因子。因此本文将就NPY的相关生理功能进行综述。

2 NPY的生物学特性

2.1 NPY的发现与结构

1982年Tatemoto等人[1]第一次从猪脑当中提取出一种多肽物质,这种物质的结构与YY肽(peptide YY,PYY)和胰多肽(pancreatic po lypeptide,PP)相似,它们同样具有着发卡样的三维立体结构,故而称为神经肽Y,即NPY。

NPY由36个氨基酸残基组成,相对分子质量为4.2KD,是以酪氨酸作为N端(氨基端)和C端(羧基端),每个分子含有5个氨基酸残基,在NPY的结构当中有两个相互反向平行的螺旋结构区,一个富含有脯氨酸的螺旋结构和一个α螺旋结构,两个螺旋结构区都有两性电离的特点。两个螺旋结构之间是由疏水键维持三级结构的稳定性[2]。若NPY的三级结构出现变动时,NPY相对应的的生物学活性就会受到相应的影响甚至是会消失。

人NPY的氨基酸序列如下:COOH-Tyr-Pro-Ser-Lys-Pro-Asp- Asn-Pro-Gly-Glu- Asp-Ala-Pro-Ala-Glu-Asp-Met-A la-Arg-Ty r-Ty r-Ser-Ala-Leu-Arg-His-Ty r-Ile- Asn-Leu-Ile-Thr-Arg- Gln- Arg- Tyr-NH2。就NPY的氨基酸序列来看,人、大鼠、豚鼠的序列基本上是一致的,而牛、羊、猪的NPY序列相较于人的NPY序列也只是相差了一个氨基酸残基,即人的第17号氨基酸上是蛋氨酸,而猪、牛、羊的第17号氨基酸为亮氨酸。有研究表明:NPY-(33-36)氨基酸残基是在NPY受体识别中最为基本的结构单位,并且C端的芳香族侧链是为了保持NPY生物学活性所必需的[3]。

2.2 NPY的分布

NPY在哺乳动物的中枢神经系统中的分布相当广泛,人大脑中的各个区域几乎都有NPY的存在,其中含量最高的地方是在基底节,即尾状核和豆状核壳部,含量次之的是边缘系统、海马回、杏仁核、下丘脑等[4]。有些研究者在周围神经系统也发现了存在着NPY样免疫反应样神经元纤维,在很多的器官中,包括鼻黏膜、颌下腺、心脏、肺、胰腺、子宫、膀胱和肾上腺的血管中都是可以观察到有NPY免疫反应样的神经所包绕[5]。

3 NPY的生理病理作用

3.1 NPY的生理作用

NPY是一种较为保守的多肽类物质,在不同的生物类型之间有着相似的生物学功能,在生物体内的分布也是相当广泛的,是一种较为重要的神经递质和促进食欲的因子。NPY发挥生物学功能的途径是:NPY前体释放后经过酶切便形成了有生物学活性的NPY,然后通过与其相应的受体相结合,进而影响动物的摄食、激素的分泌、心血管效应、体温的调节、生物的节律性、性行为以及动物情绪变化等一系列功能[6]。

3.2 NPY与脑梗死

脑出血和脑梗死是比较常见的两种脑血管疾病,其发病率和死亡率都是比较高的。因而对脑梗死的研究越来越受到研究者的广泛关注。目前,随着对于脑梗死的病理生理机制研究的不断深入,已经有研究表明,NPY与脑血管的收缩功能以及脑梗死的病理生理过程都有着很密切的关系[7]。

在李义召等人的研究中发现,在老年人的脑梗死患者中,NPY分泌出现异常,NPY水平与脑梗死情况的严重程度呈正相关[8]。张清安等人认为,血浆当中的神经肽Y含量的检测对于了解疾病的情况和治疗有着重要意义[9]。而陈琪等人通过对40例脑出血和40例脑梗死患者的血浆NPY进行检测,运用统计学方法进行了比较,并与健康人群进行了比较,发现脑梗死组患者的血浆NPY高于对照组[10]。

综上所述,不难看出,患有脑梗死的人,其病情恶化的程度与血浆当中NPY的含量有着密切的关系,因此血浆NPY的检测对于脑梗死在临床上的检测有着重要的意义,并且在针对脑梗死相关药物的研发方面有着很好的导向作用。

3.3 NPY与动脉粥样硬化

动脉粥样硬化最大的特点就是动脉管壁发生病变而导致的增厚进而发生管腔缩小,变硬进而失去弹性。在动脉粥样硬化的发生、发展过程中,血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMCs)的增殖出现异常是一个很大的诱因[11]。

已有的研究表明,NPY对内皮细胞、血管平滑肌细胞的增殖有着强烈的促进作用,这就加剧了动脉粥样硬化的发生发展过程[12,13]。而周永巧等人的研究中表明,用浓度不相同的NPY刺激SD大鼠的血管平滑肌细胞,会发现NPY对血管平滑肌细胞的增殖促进作用在10~8mol/L的时候达到最大值,其幅度高达77%,这就说明了NPY的确有对血管平滑肌细胞的增值促进作用,并且这种促进作用有着浓度依赖性[14]。

有文献报道[13],NPY是通过PKA这一经典的信号分子发挥其促进血管平滑肌细胞的增殖,而其机理就是NPY能够使血管平滑肌细胞中的cAMP水平降低,这样就会造成PKA的激活受到抑制,进而导致血管内皮细胞的增殖异常。

3.4 NPY与抑郁

抑郁是一种较为常见的心理障碍问题,其诱因很多,临床特征为显著并且持久的心情低落,但是低落的心情与环境不相符,抑郁成病者即是常说的抑郁症,严重者有自杀的倾向和行为。有实验表明,在对焦虑症的研究实验过程中,研究者发现NPY能够抗焦虑,抗紧张,这就表明NPY参与了情感障碍的相关过程[15~17]。在国外,同样有报道宣称抑郁症患者血浆当中的NPY含量的多少与抑郁程度的深浅息息相关[18]。

在国内,杨斌等人的研究结果中显示NPY可能参与了抑郁症形成与发展这一病理生理现象[19],这一结论与Heilig[20]的研究结果相符合。但是以外周血血浆中的NPY含量作为检测标准也有着不准确性,这是因为在外周和中枢之间有血脑屏障的存在,这样的话,外周中NPY的含量未必就能够完全反应中枢中的变化,这就需要对于血浆和脑脊液中的NPY同时进行定量的测定,这样才能够较为准确的表明NPY在抑郁症方面的作用,并且能够为筛选、整治抑郁症提供灵敏而可靠的指标。

3.5 NPY与摄食

在农牧业中,人们希望能够使牲畜摄食量尽可能加大,以获得更多的产品,因而对于摄食相关基因的研究也是一大热点。而颇受关注的基因类型里面,NPY占据着较重的位置。

Anne Lecklin等人经研究发现,在一定的范围内,动物食物摄入量的增加程度与NPY浓度呈线性的正相关[21]。Kanatani[22]通过实验证明,小鼠摄食量的多少与Y1受体密切相关。Lavebratt等人[23]经过实验研究发现,如果NPY的Y2基因发生突变,那么肥胖症发生的概率就会下降,并且也证明了NPY与Y2受体结合能够调节食物的摄取。Balasubramaniam

等人的研究结果表明,NPY的Y2,Y4受体共同调节啮齿类动物食物摄入量所造成的影响比单独一种受体的产生效果要显著的多[24]。郭喜荣等人经实验研究表明,NPY的Y5受体能够促进大鼠的摄食行为,也是的大鼠的体重有明显增加[25]。

4 展望

NPY对于多种疾病都有着很大的影响,它能够刺激脑血管异常收缩而导致脑梗死,这就为脑梗死的治疗药物研究提供一个靶点。同样,NPY也能够刺激血管平滑肌细胞的异常增殖而造成动脉粥样硬化,这就为动脉粥样硬化的治疗提供一个新的可能性途径。低于正常水平的NPY含量是抑郁症的一大诱因,这一结论对于缓解和预防抑郁症有着重要意义。目前研究最清楚的就是NPY在食欲促进方面有着重要作用,这对于肥胖症的治疗有着极大的意义,同样可以降低由肥胖症而导致的各类疾病发生的风险。当然,与食欲促进相关的因子还有其他种类,同样也有着食欲抑制因子,关于食欲促进基因的作用机理以及食欲抑制基因与食欲促进基因之间的相互作用机制还有待于人们的进一步深入研究。

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