全長泌乳素裂解片段16×103泌乳素的研究進展*

晁楠楠 綜述，方 明 審校

浙江省義烏市中心醫院內分泌科，浙江金華 322023

泌乳素(PRL)是由位于腺垂體后側的泌乳細胞所分泌的一種蛋白質類激素，首次發現于1930年，其分泌主要受神經內分泌調節。PRL有300多種生理功能，最為人所知的功能是促使乳腺發育和分泌乳汁，此外PRL與性腺發育、免疫調節、機體應激反應、體細胞的分裂與增殖等息息相關。正常情況下，血液中PRL在一定范圍內發揮其功能，某些情況下則與多種疾病的發生及發展相關，如分泌異常導致的高泌乳素血癥、腫瘤、自身免疫性疾病等。大部分PRL分子以單體形式存在于循環系統并發揮作用，其相對分子質量為23×103。近些年來，隨著對PRL的研究越來越深入，人們發現23×103PRL可以進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產物。16×103PRL最早在小鼠垂體中被發現，隨后于人垂體和血漿中被發現。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，可能具有抗腫瘤和抗腫瘤轉移作用。此外，16×103PRL也是圍生期心肌病(PPCM)發生和發展的重要影響因素[1-3]。現對16×103PRL最新研究進展綜述如下。

1 16×103PRL的產生

23×103PRL是由199個氨基酸殘基構成的含3個二硫鍵的單鏈蛋白,具有由4個反向平行的α螺旋構成的結構。23×103PRL在連接第3和第4個α螺旋的長襻處被裂解為16×103PRL，此裂解過程可發生在細胞外基質[4]。視網膜、心肌、軟骨細胞、乳腺、垂體、胎盤和臍靜脈等均可產生16×103PRL[5-6]。關于使23×103PRL裂解產生16×103PRL的酶，目前研究最多的是組織蛋白酶D。組織蛋白酶D是一種天門冬氨酸蛋白酶，其保持活性的最佳pH值是4.5～5.0，因此可在溶酶體顆粒里保持活性。然而，乳腺上皮細胞分泌的組織蛋白酶D可以在pH值為7.0的細胞外環境中裂解PRL產生16×103PRL[7]。一方面，細胞外酸性環境在某些條件下，如氧分壓降低的腫瘤組織中可以存在[8];另一方面，細胞外酸性環境也可以通過Na+/H+交換體和H+/ATP酶實現[7]。此外，雌激素和氧化應激可以增加組織蛋白酶D的合成和活性[9]，從而使16×103PRL的產生增加。有研究表明，小鼠23×103PRL可以被組織蛋白酶D水解生成16×103PRL，而人23×103PRL被組織蛋白酶D水解產生類16×103PRL，分別為氨基酸1～132(相對分子質量15.0×103)、1～147(相對分子質量16.5×103)和1～150(相對分子質量17.0×103)，這幾種類16×103PRL均表現出了抗新生血管生成活性[8]。這可能跟人PRL和小鼠PRL存在細微的一級結構和三級結構差別有關[8]。除組織蛋白酶D外，基質金屬蛋白酶、骨形態發生蛋白-1可能也與16×103PRL的產生有關，仍需進一步基礎研究。

2 16×103PRL的抗腫瘤作用及相關機制

目前對16×103PRL抗腫瘤作用的研究局限于細胞和動物實驗。目前的研究表明，16×103PRL可以抑制前列腺癌、結直腸癌、黑色素瘤在體內的生長，也可抑制腫瘤的轉移。16×103PRL對腫瘤生長的抑制歸因于其抗血管生成作用，而非直接抑制腫瘤細胞的生長。然而，16×103PRL對乳腺癌在體內的生長無抑制作用[10]。一方面，體內可能存在促腫瘤生長因素，抵消了16×103PRL的抗血管生成作用;另一方面，16×103PRL可能本身就具備促進乳腺癌細胞有絲分裂的能力[10]。泌乳素瘤通常不具有侵襲性和轉移性，且相較于正常垂體組織血供較少，可能與16×103PRL的抗血管生成作用及16×103PRL促進垂體前葉細胞凋亡(雌激素依賴性)，并抑制垂體前葉細胞增殖的作用有關[5，11]。現對16×103PRL可能存在的抗腫瘤機制具體陳述。

2.1抗血管生成作用 16×103PRL已被證實在體內和體外均能發揮抗血管生成作用。16×103PRL發揮抗血管生成作用的機制是多方面的。首先，16×103PRL抑制MAPK信號途徑的激活，導致內皮細胞的細胞周期靜止，還可抑制血管成熟[12-13]。其次，16×103PRL促進內皮細胞凋亡，通過抑制Ras-Tiam1-Rac1-Pak1信號途徑來阻止內皮細胞遷移[14-15]。此外，16×103PRL一方面通過抑制p38 MAPK/Stat1/IRF-1途徑使大動脈內皮細胞中白細胞介素(IL)-1β誘導的誘導型一氧化氮合酶的表達量下降；另一方面，通過影響細胞內鈣動員來抑制鈣離子依賴性內皮型一氧化氮合酶激活，還可通過激活蛋白磷酸酶2A(PP2A)導致內皮型一氧化氮合酶去磷酸化而失活，從而抑制血管舒張[16-18]。核轉錄因子-κB(NF-κB)在16×103PRL的抗血管生成作用中也起著不可或缺的作用。16×103PRL可誘導κB-α降解，從而促進NF-κB向細胞核內轉移，同時可誘導內皮細胞和腫瘤組織的NF-κB激活[14，19]。繼而，16×103PRL通過激活NF-κB促進內皮細胞的白細胞黏附及腫瘤組織的白細胞浸潤[20]。NF-κB激活對16×103PRL誘導的半胱天冬酶依賴性血管內皮細胞凋亡也是必不可少的[14]。此外，16×103PRL可誘導內皮細胞表達Sprouty1，此過程是NF-κB依賴性的。Sprouty1可促進內皮細胞凋亡，抑制內皮細胞增殖、遷移,抑制毛細血管網形成和對細胞外基質蛋白的黏附[21]。

2.2抗淋巴管形成 除了抗血管生成作用外，16×103PRL還可抑制淋巴內皮細胞的增殖、遷移和管腔形成并誘導其凋亡，從而抑制腫瘤原發灶和前哨淋巴結的淋巴管形成，減少腫瘤細胞的播散和轉移[22]。

2.3與纖溶酶原激活物抑制劑-1(PAI-1)協同作用 16×103PRL不通過PRL受體發揮作用，它的內皮細胞結合位點目前仍未知。PAI-1是16×103PRL的結合伴侶，16×103PRL可促進內皮細胞產生PAI-1[23]。16×103PRL通過PAI-1-uPA-uPA受體信號途徑干擾腫瘤血管生成和生長，通過抑制PAI-1的抗纖溶活性，促進血栓溶解[23]。腫瘤組織具有促血管生成和促血栓形成屬性，因此對抗腫瘤治療而言，16×103PRL的抗血管生成作用和促纖溶活性值得關注。

3 16×103PRL與PPCM

PPCM是一種病死率較高的疾病，可發生在既往健康女性的妊娠終末期和產后第1個月。研究表明，不同的因素可以誘導和驅動PPCM，包括炎癥和免疫、妊娠激素損傷、兒茶酚胺壓力、cAMP-PKA缺陷、G蛋白偶聯受體信號傳遞以及遺傳變異[24]。在此，筆者利用信號轉導和轉錄激活因子3(STAT3)基因敲除小鼠模型闡述PPCM與氧化應激的關系。STAT3對心臟的保護作用主要體現在其可以上調抗氧化酶水平，如可清除活性氧的錳超氧化物歧化酶(MnSOD)。小鼠心肌細胞STAT3的缺失導致MnSOD的表達下降，活性氧的堆積導致組織蛋白酶D的表達增加、水解活性增強，因此23×103PRL裂解產生的16×103PRL增多。16×103PRL介導了內皮細胞凋亡和毛細血管裂解，并引起血管收縮，干擾心肌細胞代謝，導致PPCM的發生和發展。針對此過程的分子機制，有研究表明其與微小核糖核酸miR-146a相關[25-26]。16×103PRL刺激內皮細胞釋放含miR-146a的外泌體，此外泌體被心肌細胞攝取后可降低Erbb4、Notch1和Irak1基因的表達，可能因此而降低心肌細胞的代謝活性，促進細胞凋亡并發揮抗新生血管生成的作用[25,27]。小鼠妊娠期間23×103PRL水平升高，氧化應激增強，經23×103PRL裂解產生的16×103PRL也增多。在這些小鼠妊娠期間給予溴隱亭治療可避免PPCM的發生。這些證據表明，至少對小鼠而言，16×103PRL與PPCM有病因學聯系，同時也為臨床研究帶來了新視角，因為PPCM患者的血清組織蛋白酶D和16×103PRL水平均升高。

4 16×103 PRL與其他疾病

妊娠高血壓綜合征(PIH)是孕產婦和圍生兒死亡、早產和胎兒宮內生長受限的主要原因，其發病機制尚未被完全闡明。PIH患者的胎盤中可檢出16×103PRL，而正常產婦的胎盤中未檢出，提示16×103PRL水平升高是PIH的危險因素[6]。可能機制是孕早期(妊娠10周內)蛻膜產生過多的16×103PRL，其抗血管生成作用導致滋養細胞侵入動脈障礙、子宮螺旋動脈重塑失敗及其導致的胎盤灌注減少。胎盤缺血、缺氧造成內皮細胞功能障礙和氧化應激增強，從而導致PIH的發生。糖尿病視網膜病變的發生與視網膜局部新生血管形成和血管通透性增加有關。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是糖尿病視網膜病變治療研究的新方向[29-30]。最后，16×103PRL參與毛細血管前肺動脈高壓的發生與發展過程，可能與16×103PRL導致血管內皮功能紊亂、血管舒張障礙有關[31]。

5 16×103PRL的血清檢測

16×103PRL相較于23 ×103PRL無特異性抗原表位，常規酶聯免疫吸附試驗無法測出16×103PRL水平。目前可使用的方法有多反應監測質譜法，此方法特異性強、靈敏度高、準確度高，但成本較高[32]。也可采用免疫學結合激光誘導熒光技術進行16×103PRL的半定量檢測[33]。此外，還可利用23×103PRL具有羧基末端的特性，測出23×103PRL的水平，再用總PRL水平減去23×103PRL水平，即得到16×103PRL的水平[31]。最后，傳統的蛋白印跡法也可用于血清16×103PRL的半定量檢測[34]。然而，為了更好地進行16×103PRL相關的臨床研究，如何高效、準確地檢測血清16×103PRL的水平仍是一個亟待解決的問題。

6 小 結

16×103PRL由23×103PRL裂解產生，此裂解過程可發生在細胞外基質。這意味著此過程存在組織特異性調控機制，未來需要進一步研究以明確這一裂解過程的發生部位及對裂解酶的調控機制，以便于更好地控制這一過程。另外，16×103PRL的作用機制，尤其是內皮細胞結合位點仍需要進一步研究。16×103PRL相關臨床研究仍需完善。