全长泌乳素裂解片段16×103泌乳素的研究进展*

晁楠楠 综述，方 明 审校

浙江省义乌市中心医院内分泌科，浙江金华 322023

泌乳素(PRL)是由位于腺垂体后侧的泌乳细胞所分泌的一种蛋白质类激素，首次发现于1930年，其分泌主要受神经内分泌调节。PRL有300多种生理功能，最为人所知的功能是促使乳腺发育和分泌乳汁，此外PRL与性腺发育、免疫调节、机体应激反应、体细胞的分裂与增殖等息息相关。正常情况下，血液中PRL在一定范围内发挥其功能，某些情况下则与多种疾病的发生及发展相关，如分泌异常导致的高泌乳素血症、肿瘤、自身免疫性疾病等。大部分PRL分子以单体形式存在于循环系统并发挥作用，其相对分子质量为23×103。近些年来，随着对PRL的研究越来越深入，人们发现23×103PRL可以进一步被蛋白酶裂解成大小不同的片段，其中16×103PRL片段(16×103PRL)是其主要的氨基末端裂解产物。16×103PRL最早在小鼠垂体中被发现，随后于人垂体和血浆中被发现。不同于23×103PRL的促血管生成作用，16×103PRL具有抗血管生成作用，因此，可能具有抗肿瘤和抗肿瘤转移作用。此外，16×103PRL也是围生期心肌病(PPCM)发生和发展的重要影响因素[1-3]。现对16×103PRL最新研究进展综述如下。

1 16×103PRL的产生

23×103PRL是由199个氨基酸残基构成的含3个二硫键的单链蛋白,具有由4个反向平行的α螺旋构成的结构。23×103PRL在连接第3和第4个α螺旋的长襻处被裂解为16×103PRL，此裂解过程可发生在细胞外基质[4]。视网膜、心肌、软骨细胞、乳腺、垂体、胎盘和脐静脉等均可产生16×103PRL[5-6]。关于使23×103PRL裂解产生16×103PRL的酶，目前研究最多的是组织蛋白酶D。组织蛋白酶D是一种天门冬氨酸蛋白酶，其保持活性的最佳pH值是4.5～5.0，因此可在溶酶体颗粒里保持活性。然而，乳腺上皮细胞分泌的组织蛋白酶D可以在pH值为7.0的细胞外环境中裂解PRL产生16×103PRL[7]。一方面，细胞外酸性环境在某些条件下，如氧分压降低的肿瘤组织中可以存在[8];另一方面，细胞外酸性环境也可以通过Na+/H+交换体和H+/ATP酶实现[7]。此外，雌激素和氧化应激可以增加组织蛋白酶D的合成和活性[9]，从而使16×103PRL的产生增加。有研究表明，小鼠23×103PRL可以被组织蛋白酶D水解生成16×103PRL，而人23×103PRL被组织蛋白酶D水解产生类16×103PRL，分别为氨基酸1～132(相对分子质量15.0×103)、1～147(相对分子质量16.5×103)和1～150(相对分子质量17.0×103)，这几种类16×103PRL均表现出了抗新生血管生成活性[8]。这可能跟人PRL和小鼠PRL存在细微的一级结构和三级结构差别有关[8]。除组织蛋白酶D外，基质金属蛋白酶、骨形态发生蛋白-1可能也与16×103PRL的产生有关，仍需进一步基础研究。

2 16×103PRL的抗肿瘤作用及相关机制

目前对16×103PRL抗肿瘤作用的研究局限于细胞和动物实验。目前的研究表明，16×103PRL可以抑制前列腺癌、结直肠癌、黑色素瘤在体内的生长，也可抑制肿瘤的转移。16×103PRL对肿瘤生长的抑制归因于其抗血管生成作用，而非直接抑制肿瘤细胞的生长。然而，16×103PRL对乳腺癌在体内的生长无抑制作用[10]。一方面，体内可能存在促肿瘤生长因素，抵消了16×103PRL的抗血管生成作用;另一方面，16×103PRL可能本身就具备促进乳腺癌细胞有丝分裂的能力[10]。泌乳素瘤通常不具有侵袭性和转移性，且相较于正常垂体组织血供较少，可能与16×103PRL的抗血管生成作用及16×103PRL促进垂体前叶细胞凋亡(雌激素依赖性)，并抑制垂体前叶细胞增殖的作用有关[5，11]。现对16×103PRL可能存在的抗肿瘤机制具体陈述。

2.1抗血管生成作用 16×103PRL已被证实在体内和体外均能发挥抗血管生成作用。16×103PRL发挥抗血管生成作用的机制是多方面的。首先，16×103PRL抑制MAPK信号途径的激活，导致内皮细胞的细胞周期静止，还可抑制血管成熟[12-13]。其次，16×103PRL促进内皮细胞凋亡，通过抑制Ras-Tiam1-Rac1-Pak1信号途径来阻止内皮细胞迁移[14-15]。此外，16×103PRL一方面通过抑制p38 MAPK/Stat1/IRF-1途径使大动脉内皮细胞中白细胞介素(IL)-1β诱导的诱导型一氧化氮合酶的表达量下降；另一方面，通过影响细胞内钙动员来抑制钙离子依赖性内皮型一氧化氮合酶激活，还可通过激活蛋白磷酸酶2A(PP2A)导致内皮型一氧化氮合酶去磷酸化而失活，从而抑制血管舒张[16-18]。核转录因子-κB(NF-κB)在16×103PRL的抗血管生成作用中也起着不可或缺的作用。16×103PRL可诱导κB-α降解，从而促进NF-κB向细胞核内转移，同时可诱导内皮细胞和肿瘤组织的NF-κB激活[14，19]。继而，16×103PRL通过激活NF-κB促进内皮细胞的白细胞黏附及肿瘤组织的白细胞浸润[20]。NF-κB激活对16×103PRL诱导的半胱天冬酶依赖性血管内皮细胞凋亡也是必不可少的[14]。此外，16×103PRL可诱导内皮细胞表达Sprouty1，此过程是NF-κB依赖性的。Sprouty1可促进内皮细胞凋亡，抑制内皮细胞增殖、迁移,抑制毛细血管网形成和对细胞外基质蛋白的黏附[21]。

2.2抗淋巴管形成 除了抗血管生成作用外，16×103PRL还可抑制淋巴内皮细胞的增殖、迁移和管腔形成并诱导其凋亡，从而抑制肿瘤原发灶和前哨淋巴结的淋巴管形成，减少肿瘤细胞的播散和转移[22]。

2.3与纤溶酶原激活物抑制剂-1(PAI-1)协同作用 16×103PRL不通过PRL受体发挥作用，它的内皮细胞结合位点目前仍未知。PAI-1是16×103PRL的结合伴侣，16×103PRL可促进内皮细胞产生PAI-1[23]。16×103PRL通过PAI-1-uPA-uPA受体信号途径干扰肿瘤血管生成和生长，通过抑制PAI-1的抗纤溶活性，促进血栓溶解[23]。肿瘤组织具有促血管生成和促血栓形成属性，因此对抗肿瘤治疗而言，16×103PRL的抗血管生成作用和促纤溶活性值得关注。

3 16×103PRL与PPCM

PPCM是一种病死率较高的疾病，可发生在既往健康女性的妊娠终末期和产后第1个月。研究表明，不同的因素可以诱导和驱动PPCM，包括炎症和免疫、妊娠激素损伤、儿茶酚胺压力、cAMP-PKA缺陷、G蛋白偶联受体信号传递以及遗传变异[24]。在此，笔者利用信号转导和转录激活因子3(STAT3)基因敲除小鼠模型阐述PPCM与氧化应激的关系。STAT3对心脏的保护作用主要体现在其可以上调抗氧化酶水平，如可清除活性氧的锰超氧化物歧化酶(MnSOD)。小鼠心肌细胞STAT3的缺失导致MnSOD的表达下降，活性氧的堆积导致组织蛋白酶D的表达增加、水解活性增强，因此23×103PRL裂解产生的16×103PRL增多。16×103PRL介导了内皮细胞凋亡和毛细血管裂解，并引起血管收缩，干扰心肌细胞代谢，导致PPCM的发生和发展。针对此过程的分子机制，有研究表明其与微小核糖核酸miR-146a相关[25-26]。16×103PRL刺激内皮细胞释放含miR-146a的外泌体，此外泌体被心肌细胞摄取后可降低Erbb4、Notch1和Irak1基因的表达，可能因此而降低心肌细胞的代谢活性，促进细胞凋亡并发挥抗新生血管生成的作用[25,27]。小鼠妊娠期间23×103PRL水平升高，氧化应激增强，经23×103PRL裂解产生的16×103PRL也增多。在这些小鼠妊娠期间给予溴隐亭治疗可避免PPCM的发生。这些证据表明，至少对小鼠而言，16×103PRL与PPCM有病因学联系，同时也为临床研究带来了新视角，因为PPCM患者的血清组织蛋白酶D和16×103PRL水平均升高。

4 16×103 PRL与其他疾病

妊娠高血压综合征(PIH)是孕产妇和围生儿死亡、早产和胎儿宫内生长受限的主要原因，其发病机制尚未被完全阐明。PIH患者的胎盘中可检出16×103PRL，而正常产妇的胎盘中未检出，提示16×103PRL水平升高是PIH的危险因素[6]。可能机制是孕早期(妊娠10周内)蜕膜产生过多的16×103PRL，其抗血管生成作用导致滋养细胞侵入动脉障碍、子宫螺旋动脉重塑失败及其导致的胎盘灌注减少。胎盘缺血、缺氧造成内皮细胞功能障碍和氧化应激增强，从而导致PIH的发生。糖尿病视网膜病变的发生与视网膜局部新生血管形成和血管通透性增加有关。16×103PRL可抑制新生血管形成并降低血管通透性[28]。局部注射16×103PRL是糖尿病视网膜病变治疗研究的新方向[29-30]。最后，16×103PRL参与毛细血管前肺动脉高压的发生与发展过程，可能与16×103PRL导致血管内皮功能紊乱、血管舒张障碍有关[31]。

5 16×103PRL的血清检测

16×103PRL相较于23 ×103PRL无特异性抗原表位，常规酶联免疫吸附试验无法测出16×103PRL水平。目前可使用的方法有多反应监测质谱法，此方法特异性强、灵敏度高、准确度高，但成本较高[32]。也可采用免疫学结合激光诱导荧光技术进行16×103PRL的半定量检测[33]。此外，还可利用23×103PRL具有羧基末端的特性，测出23×103PRL的水平，再用总PRL水平减去23×103PRL水平，即得到16×103PRL的水平[31]。最后，传统的蛋白印迹法也可用于血清16×103PRL的半定量检测[34]。然而，为了更好地进行16×103PRL相关的临床研究，如何高效、准确地检测血清16×103PRL的水平仍是一个亟待解决的问题。

6 小 结

16×103PRL由23×103PRL裂解产生，此裂解过程可发生在细胞外基质。这意味着此过程存在组织特异性调控机制，未来需要进一步研究以明确这一裂解过程的发生部位及对裂解酶的调控机制，以便于更好地控制这一过程。另外，16×103PRL的作用机制，尤其是内皮细胞结合位点仍需要进一步研究。16×103PRL相关临床研究仍需完善。