郭慶軍,尹 希(綜述),史海水(審校)
(1.河北醫(yī)科大學(xué)外科學(xué)總論教研室,河北石家莊 050017;2.河北醫(yī)科大學(xué)第四醫(yī)院功能科,河北石家莊 050011;3.河北醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)與分子生物學(xué)教研室,河北石家莊 050017)
神經(jīng)肽
——抑郁癥治療的新靶標(biāo)
郭慶軍1,尹 希2(綜述),史海水3*(審校)
(1.河北醫(yī)科大學(xué)外科學(xué)總論教研室,河北石家莊 050017;2.河北醫(yī)科大學(xué)第四醫(yī)院功能科,河北石家莊 050011;3.河北醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)與分子生物學(xué)教研室,河北石家莊 050017)
抑郁癥;應(yīng)激;神經(jīng)肽類;綜述文獻(xiàn)
抑郁癥是一種嚴(yán)重危及人類身心健康的精神疾病,主要表現(xiàn)為快感缺乏、興趣喪失,伴有焦慮、睡眠障礙等其他不同程度的心理和(或)軀體癥狀。抑郁癥發(fā)病原因復(fù)雜,癥狀多樣,發(fā)病機(jī)制至今未明[1]。神經(jīng)肽(neropeptide)又稱作腦-腸肽(brain-gut peptide),是一類主要存在于中樞神經(jīng)系統(tǒng)和外周的小分子活性多肽,扮演著神經(jīng)激素、神經(jīng)遞質(zhì)、細(xì)胞因子和生長因子等多種角色,廣泛參與應(yīng)激反應(yīng)、睡眠、情緒、痛覺、學(xué)習(xí)與記憶、免疫乃至神經(jīng)分化和發(fā)育等生理病理過程[2]。以神經(jīng)肽作為靶點進(jìn)行抗抑郁治療有望突破現(xiàn)有抗抑郁藥物的局限性,成為抑郁癥發(fā)病機(jī)制研究和開發(fā)新型抗抑郁藥物的重要方向。
抑郁癥癥狀多變、病因復(fù)雜。目前認(rèn)為,抑郁癥發(fā)生是遺傳因素和環(huán)境因素共同作用的結(jié)果,環(huán)境因素起著“扳機(jī)”的作用,抑郁癥患者發(fā)病前大多有重要的生活事件。動物實驗研究[1]表明,早期負(fù)性生活事件、不良經(jīng)歷(應(yīng)激、母愛剝奪、饑餓等)均能誘發(fā)抑郁癥。抑郁癥涉及包括海馬、皮層、杏仁核、下丘腦等多個腦區(qū),共同組成了情緒調(diào)節(jié)的神經(jīng)回路。
抑郁癥的發(fā)病機(jī)制存在多種假說,主要包括神經(jīng)元再生損傷假說、神經(jīng)生長因子假說、下丘腦-垂體-腎上腺軸負(fù)反饋失調(diào)假說等?,F(xiàn)有假說從不同層次、不同側(cè)面解釋了抑郁癥的發(fā)生,但均不能全面闡述該病的發(fā)病機(jī)制:一方面,應(yīng)激引起下丘腦-垂體-腎上腺軸活性增加和海馬腦區(qū)神經(jīng)營養(yǎng)因子損傷,進(jìn)而引起海馬神經(jīng)發(fā)生損傷,誘發(fā)抑郁樣行為;另一方面,長期抗抑郁藥物、運動、電驚厥療法(electro convulsive treatment,ECT)等通過改善海馬神經(jīng)營養(yǎng)因子損傷、促進(jìn)海馬神經(jīng)發(fā)生,逆轉(zhuǎn)抑郁樣行為(圖1)。目前抑郁癥治療主要以藥物為主,盡管已有的抗抑郁藥物治療能緩解抑郁癥狀,但仍存在很大局限性,主要包括起效時間延遲(數(shù)周甚至數(shù)月)、不良反應(yīng)大、斷藥后病情易復(fù)發(fā)和長期應(yīng)用易產(chǎn)生耐受性等。開發(fā)快速、高效、安全的新型抗抑郁藥物成為國內(nèi)外研究的難點,內(nèi)源性活性分子、細(xì)胞膜受體、胞內(nèi)信號分子等成為研究靶標(biāo)[3]。
圖1 應(yīng)激誘導(dǎo)的抑郁行為發(fā)生機(jī)制示意圖[4]
神經(jīng)肽,作為一類內(nèi)源性小分子活性肽,在體內(nèi)發(fā)揮廣泛而又重要的調(diào)節(jié)作用,主要包括學(xué)習(xí)、記憶、情緒、應(yīng)激反應(yīng)、睡眠、攝食、免疫等,與抑郁癥的發(fā)生發(fā)展關(guān)系密切[5-6]。
2.1 促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素(corticotropinreleasing factor,CRF):CRF是41肽,在下丘腦室旁核的小細(xì)胞含量最高,視上核、視交叉上核、視前核、乳頭體核、室周核、弓狀核和室旁核的大細(xì)胞部分以及大腦皮層、海馬、小腦、丘腦、腦干中縫核和藍(lán)斑也存在CRF表達(dá)[7]。童年時期的不幸經(jīng)歷如受虐或被忽視,成年后CRF水平較正常者高,且對抑郁癥的易感性增加。抑郁癥患者腦脊液中CRF的含量高于正常者,抑郁癥患者的CRFmRNA表達(dá)也比正常人多,經(jīng)抗抑郁藥治療后,隨著抑郁癥狀的改善,腦脊液中CRF水平趨于正常。抑郁患者CRF神經(jīng)元數(shù)量以及CRFmRNA表達(dá)均較高,提示抑郁癥患者HPA軸功能異常。
2.2 促腎上腺皮質(zhì)激素(adrerrmrticotropic hormone,ACTH):ACTH是腺垂體分泌的39肽肽類激素,抑郁癥小鼠模型出現(xiàn)HPA軸持續(xù)活化現(xiàn)象,在長期活化過程中,ACTH對外源CRF的反應(yīng)顯得很遲鈍,這是抑郁患者HPA軸異常的表現(xiàn)之一。Young等[8]報道,阻斷腎上腺可的松分泌的藥物可以使該反應(yīng)恢復(fù),說明ACTH分泌遲鈍可能是皮質(zhì)酮水平升高所致,也可能是長期的CRF功能亢進(jìn)導(dǎo)致了CRF受體功能下降。
2.3 神經(jīng)肽Y(neuropeptide Y,NPY):NPY是36肽,由于該肽類僅在神經(jīng)元中表達(dá)且末端為酪氨酸(編碼氨基酸的首字母為Y),故而得名。NPY主要分布在邊緣系統(tǒng)和神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng),以海馬內(nèi)濃度最高。NPY在邊緣系統(tǒng)具有控制情緒整合的作用[9]。抑郁癥患者腦脊液中NPY的濃度明顯降低。抑郁癥大鼠海馬NPY表達(dá)下降。應(yīng)用抗抑郁藥可明顯提高額葉和下丘腦NPY濃度。鋰鹽、抗抑郁劑或電休克處理后,正常大鼠紋狀體NPY濃度及其mRNA水平也相應(yīng)增加。抗抑郁藥氟西汀引起NPY濃度增加的作用與NPY受體Y1有關(guān),而與Y2無明顯關(guān)系。腦室注射NPY能夠降低強迫游泳實驗中小鼠的不動時間,具有顯著的抗抑郁樣作用??挂钟羲幬锖蚇PY可能通過共同的通路介導(dǎo)抗抑郁效應(yīng),提示NPY系統(tǒng)作為應(yīng)激相關(guān)的焦慮和抑郁治療的潛在靶標(biāo)[10]。
2.4 甘丙肽(galanin,GAL):甘丙肽是由29~30個氨基酸殘基組成的多肽,因其分子結(jié)構(gòu)中N末和C末端分別由甘氨酸和丙氨酸殘基組成而得名。GAL廣泛存在于人和哺乳動物的胃腸道等外周神經(jīng)系統(tǒng)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)。表達(dá)GAL的中樞神經(jīng)系統(tǒng)包括下丘腦、海馬、杏仁核、中縫背核、前腦基底皮層、室下帶、嗅球以及脊髓背根神經(jīng)節(jié)等。GAL與5-羥色胺和NE神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)共定位,并對后兩者進(jìn)行調(diào)節(jié)。GAL受體包括GALRl、GALR2和GALR3,主要定位于下丘腦、中縫背核和藍(lán)斑。GAL通過其受體介導(dǎo)而廣泛參與認(rèn)知、記憶、痛覺、情緒、攝食活動、神經(jīng)內(nèi)分泌調(diào)節(jié)以及神經(jīng)性障礙等。
關(guān)于GAL的功能研究存在差異腦室或腹側(cè)背蓋區(qū)注射GAL能顯著增加強迫游泳實驗中的大鼠不動時間,前者致抑郁效果可被GAL非選擇性受體拮抗劑阻斷。GAL的致抑郁作用可能與其抑制中腦邊緣多巴胺神經(jīng)元活性進(jìn)而降低伏隔核多巴胺釋放有關(guān)。刺激GAL1或GAL3受體也可引起抑郁樣行為,GAL3拮抗劑SNAP37889可降低強迫游泳實驗中大鼠的不動時間,增加游泳時間。而腹腔注射GAL非肽類激動劑galnon能夠降低強迫游泳實驗中的不動時間,表現(xiàn)出抗抑郁作用。Christianse等[11]發(fā)現(xiàn)電驚厥刺激能影響小鼠不同腦區(qū)GAL及其受體的表達(dá)。靜脈給予GAL具有快速抗抑郁效果,并且能增加快動眼睡眠的潛伏期。
2.5 P物質(zhì)(substance P):P物質(zhì)是11肽,與神經(jīng)激肽A、神經(jīng)激肽B共同組成哺乳動物的速激肽家族,通過G蛋白偶聯(lián)速激肽受體廣泛參與炎癥、疼痛、消化道和呼吸道功能調(diào)節(jié)、應(yīng)激等生理病理過程。重癥抑郁患者腦脊液中P物質(zhì)含量增加;動物研究[12]提示,持續(xù)阻滯激肽受體可增強5-羥色胺及NE神經(jīng)傳遞功能,這種作用很可能與其抗抑郁作用有關(guān)。
2.6 精氨酸加壓素(arginine vasopressin,AVP):AVP是第1個被發(fā)現(xiàn)的環(huán)肽,含有9個氨基酸殘基,主要分布于下丘腦視上核和室旁核的大細(xì)胞性神經(jīng)元以及室旁核的小細(xì)胞性神經(jīng)元,從大細(xì)胞性神經(jīng)元合成的AVP可經(jīng)過垂體前葉釋放入血,通過體循環(huán)調(diào)節(jié)外周系統(tǒng)。AVP的主要通過協(xié)同CRF作用易化ACTH調(diào)節(jié)HPA軸的功能,室旁核AVP能神經(jīng)元與精氨酸加壓素參與情緒和社會行為的調(diào)節(jié),主要包括攻擊、社會行為、記憶、應(yīng)激、焦慮和抑郁等行為。抑郁癥患者血中AVP含量升高,這種升高能夠被抗抑郁藥物治療所逆轉(zhuǎn)。抑郁癥患者下丘腦室旁核增多CRF釋放神經(jīng)元中AVP表達(dá)神經(jīng)元也顯著增加。不同腦區(qū)(杏仁核、側(cè)間隔)急性給予或長期腹腔注射AVP1b受體拮抗劑(SSR149415)均能夠顯著降低強迫游泳測試中大鼠的漂浮不動時間。2.7 催產(chǎn)素(oxytocin):催產(chǎn)素是由下丘腦室旁核(paraventricular nucleus,PVN)和視上核(supraoptic nucleus)大細(xì)胞性神經(jīng)元分泌的包含9個氨基酸殘基的環(huán)肽,下丘腦腦區(qū)神經(jīng)元投射非常廣泛,可投射到包括海馬、丘腦、杏仁核和中腦的藍(lán)斑核(locus coeruleus)和脊核(raphe nucleus)。重性抑郁患者腦脊液中催產(chǎn)素水平增加,而外周血中催產(chǎn)素水平差異無統(tǒng)計學(xué)意義,每天鼻吸催產(chǎn)素能顯著改善抑郁癥狀[13]。重性抑郁患者血中催產(chǎn)素水平與其焦慮評分呈負(fù)相關(guān)。催產(chǎn)素與抑郁癥之間存在關(guān)聯(lián),給予動物應(yīng)激知覺刺激能增加血中和腦脊液中催產(chǎn)素含量,而急性腹腔注射0.25~1.0mg/kg催產(chǎn)素能顯著降低強迫游泳中大鼠的漂浮不動時間。慢性給藥表現(xiàn)出更強的藥效,利用習(xí)得性無助模型,連續(xù)8d 0.5mg/kg腹腔注射具有顯著的抗抑郁效果。中樞或系統(tǒng)給予催產(chǎn)素能顯著降低小鼠懸尾不動時間,但這種效應(yīng)不能被催產(chǎn)素受體抑制劑WAY-162720抑制,而催產(chǎn)素受體激動劑能明顯減輕動物焦慮行為。和野生型小鼠相比,心理應(yīng)激能更顯著增加催產(chǎn)素基因敲除小鼠的焦慮行為[14]。
2.8 瘦素(leptin):瘦素又叫消脂素,是一類由肥胖基因編碼的肽類激素,相對分子質(zhì)量為16 000,主要由脂肪細(xì)胞表達(dá),能夠通過特定的滲透機(jī)制穿越血腦屏障發(fā)揮其中樞調(diào)節(jié)作用。瘦素通過不同組織表達(dá)的多種形式的瘦素受體,向中樞和外周多個位點傳遞信號,與下丘腦-垂體-靶腺軸組成閉合的雙向環(huán)路參與機(jī)體多種生理功能和代謝通路的調(diào)節(jié)。除白色脂肪組織外,腦組織也是瘦素合成的場所之一,瘦素作為神經(jīng)肽可以在中樞神經(jīng)系統(tǒng)合成和釋放,以負(fù)反饋的方式調(diào)節(jié)神經(jīng)元的興奮性和突觸功能。Gayza等[15]通過建立慢性應(yīng)激大鼠模型,發(fā)現(xiàn)長期慢性應(yīng)激可降低大鼠血中瘦素水平,外周和中樞給予瘦素可以逆轉(zhuǎn)由CUS導(dǎo)致的快感缺失、行為絕望和神經(jīng)再生的損傷。前腦谷氨酸能神經(jīng)元介導(dǎo)了瘦素抗抑郁的作用過程[16]。
2.9 促食素(ghrelin):促食素是28肽,主要是由胃腸內(nèi)分泌細(xì)胞合成,促食素可以通過活化生長激素促泌素受體(growth hormone secratgogue receptor,GHSR)誘導(dǎo)潛在的攝食行為。其受體廣泛分布于下丘腦、垂體、海馬、腹測被蓋區(qū)、黑質(zhì)(substantia,SN)、背縫神經(jīng)核等。促食素廣泛參與了學(xué)習(xí)記憶、獎賞與動機(jī)、焦慮、抑郁和神經(jīng)保護(hù)作用的調(diào)節(jié)[17-18]。抑郁癥患者血中促食素水平下降,西酞普蘭治療能增加抑郁癥患者血中促食素水平。Lutter等[19]利用EPM和FST動物模型研究發(fā)現(xiàn),采用皮下注射促食素或者熱量攝入限制的方法能產(chǎn)生抗焦慮和抑郁效果,長期社會失敗應(yīng)激(chronic social defeat stress,CSDS)能增加促食素的水平,Ghsr基因敲除小鼠表現(xiàn)為對慢性應(yīng)激的反應(yīng)增強,提示促食素與慢性應(yīng)激誘發(fā)的抑郁癥的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。
2.10 阿立新(orexin):最早被認(rèn)定為是兩類孤兒G蛋白耦聯(lián)受體的配基多肽,主要由肽段裂解翻譯后加工修飾而成。該家族主要包括2個成員,orexin-A(OX-A)、orexin-B(OX-B)。臨床研究表明,重癥抑郁患者腦脊液中orexin含量降低[20]。在強迫游泳大鼠試驗中,腦室內(nèi)注射OX-A具有抗抑郁樣作用,這種作用可能與其促進(jìn)海馬齒狀回神經(jīng)元細(xì)胞增殖有關(guān)[19]。長期社會失敗應(yīng)激通過表觀遺傳機(jī)制下調(diào)orexin前體蛋白mRNA表達(dá)[21]。
2.11 其他:除上述外,生長抑素,膽囊收縮素,β-內(nèi)啡肽,孤啡肽,血管生長因子、表皮生長因子、血管表皮生長因子等與抑郁癥密切聯(lián)系[22-23]。
盡管已有充足的證據(jù)表明神經(jīng)肽在抑郁癥發(fā)病過程中發(fā)揮重要作用,以神經(jīng)肽為靶點的抗抑郁藥物開發(fā)業(yè)已展開,但問題依然存在:①某些神經(jīng)肽對抑郁癥發(fā)生發(fā)展的研究結(jié)果不一致;②神經(jīng)肽與5-羥色胺、NE等神經(jīng)遞質(zhì)的關(guān)系仍不完全清楚;③與抑郁癥關(guān)系密切的新的神經(jīng)肽及其功能需要明確;④神經(jīng)肽參與抑郁癥發(fā)生尤其是發(fā)揮快速抗抑郁作用的分子機(jī)制亟待闡明。以上問題的解決,對于揭示抑郁癥發(fā)生本質(zhì)和開發(fā)高效、快速的新型抗抑郁藥物至關(guān)重要。
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(本文編輯:劉斯靜)
R749.42
A
1007-3205(2012)08-0985-04
2012-02-22;
2012-05-15
郭慶軍(1981-),男,河北滄州人,河北醫(yī)科大學(xué)助教,醫(yī)學(xué)學(xué)士,從事外科學(xué)總論教學(xué)研究。
*通訊作者。E-mail:shshhdsh@163.com
10.3969/j.issn.1007-3205.2012.08.046