胆囊收缩素及受体调节食欲研究进展

王 鑫 综述 陈 京 白 波 审校

(1曲阜师范大学，山东 曲阜 273165；2济宁医学院神经生物学研究所，山东 济宁 272067)

胆囊收缩素及受体调节食欲研究进展

胆囊收缩素(cholecystokinin，CCK)是一种典型的脑-肠肽，不仅在胃肠功能调节方面扮演着重要的角色，在中枢神经系统中尤其是在食欲调节方面也起着重要作用。CCK通过促使饱感信号的产生，抑制机体食物的摄入量，从而起到抑制食欲的作用。本文主要阐述了CCK的生物学特征及生理作用，结合分子生物学研究，对CCK在调节食欲方面的研究进展作一综述。

肥胖；食欲调节；CCK；CCK1R

流行病学调查结果显示，发达国家成年人肥胖率已高达30%以上，并呈现逐年攀升的低龄化趋势。肥胖的根本原因是机体能量的失衡，摄入过度，而消耗相对较少。过剩的能量以脂肪的形式储存于体内，从而导致了肥胖的发生[1]。肥胖这种代谢疾病的发生常常与食欲调节紊乱有着密不可分的关系。摄食中枢下丘脑和消化道是机体控制摄食调节，能量代谢中神经-体液调节的关键部位。其中分布着许多与摄食调节有关的信号肽。我们称之为脑肠肽。胆囊收缩素(cholecystokinin，CCK)作为经典脑肠肽中的一员，可调节机体产生饱感信号，减少机体的摄食量，从而达到抑制食欲的作用。本文就CCK及其受体的相互作用作一综述。

1 CCK的分子生物学

1.1 CCK的分子结构及分布特征

CCK是第1个被发现的胃肠激素。最初在猪的十二指肠内发现，其结构由33个氨基酸组成(CCK-33)。研究表明，CCK由CCK前体经过剪接、修饰产生的CCK-5和CCK-53。CCK有多种活性形式，包括CCK-58、CCK-39、CCK-33、CCK-22、硫酸化的CCK-8[Asp-Tyr(SO3H)-Met-Gly-Trp-Met-Asp-Phe-NH2]和CCK-7、非硫酸化的CCK-8和CCK-7、CCK-5、CCK-4[Trp-Met-Asp-Phe-NH2](图1)[2]。CCK是一种典型的脑-肠肽，其活性形式以CCK-8为主，在消化道中主要由十二指肠的“I”细胞分泌，在中枢系统中主要分布于大脑皮层、纹状体、杏仁核、下丘脑和中脑等处[3]。

图1 胆囊收缩素的基本结构图

1.2 CCK受体(CCKR)的分布

CCKRs属于G蛋白偶联受体(G-protein-coupled receptor，GPCR)的家族成员，具有7 个跨膜螺旋。GPCR是迄今发现的最大的受体超家族，能够被不同的配体所激活，如激素、多肽、生物胺、脂质、核苷酸等[4-5]。CCKRs与配体结合后通过迷走神经传入中枢神经系统产生饱感信号，抑制机体食欲。

CCK受体有两种类型：CCK-A受体和CCK-B受体。根据国际药理学联盟委员会的受体命名法和药物分类法[6]，CCK-A型受体已经被重新命名为CCK1受体(CCK1R)，CCK-B型受体已经被重新命名为CCK2受体(CCK2R)[7-8]。最近研究发现，CCK1R与硫酸化的配体的亲和力要比非硫酸化的配体的亲和力高500～1000倍。然而，CCK2R与硫酸化的和非硫酸化的配体的亲和力没有显著的差异[9]。CCK1R不仅分布在消化系统中的胆囊、胰腺、胃及外周的迷走神经中，在中枢系统中的极后区(AP)、背内侧区(DMH)、孤束核、下丘脑等位置也有所分布[10]。体内注射CCK1R和CCK2R的拮抗剂，结果显示只有CCK1R具有调节食物摄入量，抑制食欲的作用，而CCK2R无调节食物摄入量的作用。如果减少食物摄入量，机体中的CCK的分泌量大大减少，同时抑制CCK1R拮抗剂的作用。如果向机体中注射CCK1R的拮抗剂，机体的食物摄入量大大增加。因此，CCK在机体内是作为一种生理饱感信号起作用的。在细胞实验中发现，CCK1R的结合位点在30%～40%的迷走神经感觉神经元中有CCK1R的mRNA表达[11]。在体外实验中，分离迷走神经感觉神经元，给予Ca2+刺激后Ca2+内流导致胞内CCK的减少，引起下游信号的改变。使用电生理分析方法，也可以证实当刺激机体肠道时，迷走神经神经感觉细胞中CCK1R的量会改变[12]。

1.3 CCK1R信号通路

1.3.1 CCK1R与G蛋白依赖的信号通路 CCK1R与Gq蛋白具有较高亲和力。当CCK与CCK1R相互结合后，主要通过G蛋白偶联信号通路以及非G蛋白介导的激活的可能性信号转导通路来发挥作用。目前，最受关注的是Gq蛋白通路在CCK/CCK1/2R中发挥作用，包括Gq、G11和G14以及近期发现的G12/13[13]。当CCK1R结合配体后，构象发生变化，CCK1R的第3个胞内环暴露出来以便结合Gq蛋白。随后，Gα、Gβ和Gγ这3个亚基的三聚体解离，并发生GDP与GTP交换，激活磷脂酶C(PLC)[14]。 在GPCR介导的磷脂酰肌醇双信使信号通路，双信使肌醇-1,4,5-三磷酸(IP3)和二酰甘油(DAG)的合成来自细胞膜结合的磷脂酰肌醇(PI)。细胞膜结合的PI激酶将肌醇环上特定的羟基磷酸化，形成磷脂酰肌醇-4-磷酸(PIP)和磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸(PIP2),胞外的信号分子与Gq蛋白偶联的受体结合，通过上述的G蛋白开关机制引起质膜上的PLC的β异构体的活化，致使质膜上磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸(PIP3)被水解成IP3和DAG两个第二信使。

IP3在胞质中扩散，尤其在内质网中居多，DAG是亲脂性分子，联系在膜上。 IP3刺激细胞内质网释放Ca2+进入细胞质，使胞内Ca2+浓度迅速升高，DAG激活蛋白激酶C(PKC),活化的PKC进一步使底物磷酸化，并活化Na+/H+交换引起细胞内PH值升高。因此，当外源性的CCK与胞内的CCK1R结合后，同时产生两个胞内信使，分别激活两个不同的信号通路，即IP3/Ca2+和DAG/PKC途径，从而引起下游信号的变化。见图2。

图2 CCK1R的细胞信号转导通路图

1.3.2 CCK1R与非G蛋白依赖的信号通路 CCK1R除了典型的G蛋白依赖的信号通路外，G蛋白非依赖性的途径在GPCR活化的信号转导中也有重要的作用。对于arrestin家族蛋白的研究，首次是在视紫红质和β-肾上腺素的GPCRs的脱敏研究中。激动剂活化GPCR 后，G蛋白偶联受体激酶(GRKs) 通过磷酸化GPCRs 的尾部和第3胞内环，增强配体-受体和β-arrestin 的亲和力，随后arrestin 易位到受体复合物中，阻断受体与G蛋白的相互作用，随后受体arrestin 复合物内吞到网格蛋白-内陷小窝中，从而完成GPCR 的脱敏、内化，继而发生再循环或降解[15]。

2 CCK在食欲调节方面的作用

CCK主要参与胃肠功能的调节，并起到抑制食欲的作用。CCK的生理学特征主要表现在：刺激胰液分泌和胆囊收缩；增强小肠和大肠运动；抑制胃排空；促进幽门括约肌收缩；壶腹括约肌舒张；促进胰腺外分泌腺组织的生长；引起蛋白质消化产物、脂肪酸的释放，其在摄食行为中的主要特征主要表现在[6]:CCK在小肠的十二指肠的肠内分泌细胞I型细胞中释放出来；在人体内有3种以上的激素可以促进CCK的释放，但在啮齿类动物中，只有脂肪和蛋白质才能引起CCK分泌；CCK引起饱感信号发生的主要途径是通过旁分泌的方式与CCK1R相互作用；CCK能引起多种消化器官(胃、肠、结肠、胆囊和胰腺)的生理活动。

2.1 抑制胃液的分泌

根据结合受体的不同，CCK对胃酸分泌产生完全不同的效应。CCK2R对促胃液素和CCK具有同等的亲和力，而CCK1R对CCK的亲和力约3倍于对促胃液素的亲和力。这种差异有助于解释促胃液素和CCK的作用有时相同，有时相反，且二者之间存在竞争现象，如在整体水平下，CCK既可刺激禁食动物的胃酸分泌，又有竞争性抑制促胃激素刺激胃酸分泌的作用，CCK还可通过与细胞的CCK1R结合，引起细胞释放生长抑素而抑制胃酸分泌。所以，CCK对胃酸的分泌主要表现为抑制效应。

2.2 通过迷走神经感觉纤维束控制食物的摄入量

内源性和外源性CCK通过影响来自胃、腹腔和肠道分支的迷走神经感觉传入纤维调控食物的摄入量。研究表明，迷走神经传入纤维中有CCK受体的表达；CCK分泌细胞在固有层中的分布也非常靠近迷走神经传入末梢。CCK作用于迷走神经传入纤维后，迷走神经放电频率加快。局部释放的CCK通过旁分泌的机制扩散到作用位点。另外，一些体外实验证明通过物理或化学方法去除感觉纤维会降低CCK的表达，也可以减弱小肠内营养物质对食欲的抑制效应。同时，支配胃和肠粘膜的迷走神经感觉纤维对CCK的作用非常敏感。

中枢神经系统的CCK由前脑的神经元释放。它的两种受体CCK1R和CCK2R与食物摄取、能量平衡调节相关的区域都是高表达的。脑内注射CCK受体拮抗剂或者CCK抗血清都会引起食物摄入量的增加。表明CCK除了通过迷走神经对食欲具有调控作用外，还通过一些非迷走神经依赖的信号通路降低食欲。另外，使用物理和化学方法刺激胃肠道内的神经束均会诱发大脑相关区域CCK的释放，但进食或注射碳水化合物，则不会造成上述CCK大量释放，减少摄食量也不会引起脑内注射CCK受体拮抗剂摄食调节效应的逆转。尽管迷走神经感觉传入纤维调节了食欲，但这对于增强食欲并不是必需的[17]。

2.3 通过肠内营养物质调节食物的摄入量

肠内的营养物质刺激十二指肠“I”细胞，由细胞基底膜外侧释放CCK。其中一部分CCK通过组织液的扩散作用进入机体微循环；另一部分则与迷走神经传入末梢的CCK1R结合后，影响了后脑中神经元产生饱感信号。见图3。

图3 CCK1R调节肠内营养物质摄入图

3 小结和展望

综上所述，CCK通过调节机体功能，减少机体摄食量，发挥抑制食欲的作用。因此，可以把CCK作为靶点，来调节食欲，进而达到减轻体重的效果。目前，CCK在肥胖治疗方面的应用尚处于初步阶段。另外，大量实验还证实了CCK 是一种重要的消化道肿瘤生长因子,对胰腺癌和结肠癌细胞的生长有确切的促进作用。这一结论，结合荷成瘤动物实验既可进一步研究CCK对肿瘤细胞生长过程的影响。上述问题的进一步阐明均可以为肥胖、糖尿病以及癌症的治疗开辟新的途径。

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10.3969/j.issn.1000-9760.2015.04.015

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王 鑫1综述 陈 京2白 波2审校

(1曲阜师范大学，山东 曲阜 273165；2济宁医学院神经生物学研究所，山东 济宁 272067)

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1000-9760(2015)08-278-04

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