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    黑素皮質(zhì)素2型受體相關(guān)研究進(jìn)展

    2015-10-20 20:53:39陳凱謝駿梁利國(guó)習(xí)丙文
    江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2015年5期

    陳凱 謝駿 梁利國(guó) 習(xí)丙文

    摘要:黑素皮質(zhì)素受體是一種G蛋白偶聯(lián)受體,它在下丘腦一垂體一腎上腺皮質(zhì)軸調(diào)控的應(yīng)激應(yīng)答中扮演著重要角色。MC2R本身由1條多肽鏈構(gòu)成,具有7個(gè)跨膜的α螺旋,其相應(yīng)配體促腎上腺皮質(zhì)激素(ACTH)是唯一能激活MC2R的內(nèi)源性物質(zhì),與此同時(shí),MC2R對(duì)輔助蛋白(MRAP)具有嚴(yán)格的依賴性,只有MRAP存在的情況下,才能實(shí)現(xiàn)MC2R的功能表達(dá),前人對(duì)其結(jié)構(gòu)、功能和進(jìn)化開(kāi)展了大量研究。本研究就MC2R及其配體(ACTH)、輔助蛋白(MRAP)以及這一受體在魚類應(yīng)激方面的研究進(jìn)行了簡(jiǎn)要概述,為漁業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)激防控提供理論依據(jù)。

    關(guān)鍵詞:黑素皮質(zhì)素受體一2(MC2R);促腎上腺皮質(zhì)激素(ACTH);輔助蛋白(MRAP);應(yīng)激調(diào)控

    中圖分類號(hào):S942 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1002-1302(2015)05-0016-05

    黑素皮質(zhì)素2型受體(melanoeortin-2 receptor,MC2R)屬于G蛋白偶聯(lián)受體的一個(gè)亞家族,具有7個(gè)跨膜的α螺旋,由1條多肽鏈構(gòu)成,包括3個(gè)胞內(nèi)環(huán)、3個(gè)胞外環(huán)以及短的氨基末端和羧基末端,其中氨基末端區(qū)域是已知G蛋白偶聯(lián)受體家族中最短的。通過(guò)對(duì)鳥(niǎo)類以及四足類等大量動(dòng)物MC2R的氨基酸序列比對(duì)發(fā)現(xiàn),第一胞內(nèi)環(huán)、第二胞內(nèi)環(huán)、第二跨膜區(qū)、第三跨膜區(qū)以及第七跨膜區(qū)表現(xiàn)出高度的保守性。這一保守性在關(guān)于MC2R的研究中被證實(shí)參與到配體結(jié)合位點(diǎn)的構(gòu)成。

    早期,Schwyzer等對(duì)包括人類在內(nèi)的哺乳動(dòng)物黑素皮質(zhì)素2型受體及其配體促腎上腺皮質(zhì)激素(adrenoeortieotropiehormone,ACTH)的結(jié)構(gòu)與功能進(jìn)行了大量研究。后來(lái)陸續(xù)出現(xiàn)非哺乳類動(dòng)物MC2R相關(guān)研究,先后在鳥(niǎo)類、四足類動(dòng)物(包括爬行類和兩棲類)、硬骨魚類以及軟骨魚類中發(fā)現(xiàn)了MC2R基因,上述研究成果為MC2R基因在進(jìn)化方面的研究提供了豐富的研究材料。同時(shí)也有報(bào)道表明,MC2R在藥理特性方面表現(xiàn)出對(duì)配體的高度選擇性[即MC2R僅為ACTH激活,黑素細(xì)胞刺激素(melanoeyte-stinmlating hormone,MSH)類型的黑皮質(zhì)素受體激動(dòng)劑不能激活MC2R];MC2R在機(jī)體組織中的分布與功能表達(dá)存在限制性,并證實(shí)對(duì)黑素皮質(zhì)素2型受體輔助蛋白(melanoeortin-2 receptor accessory protein,MRAP)存在依賴性。MC2R只有在MRAP存在時(shí)才能實(shí)現(xiàn)由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)向細(xì)胞膜表面的遷移,而最終實(shí)現(xiàn)功能表達(dá)還需要1型輔助蛋白(melanoeortin-2 receptor accessory protein,MRAPl)的參與。

    下丘腦一垂體一腎上腺在哺乳動(dòng)物應(yīng)激過(guò)程中的調(diào)控方面發(fā)揮著重要作用,動(dòng)物在應(yīng)激源刺激之后,下丘腦釋放促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素作用于垂體前葉,使垂體前葉促腎上腺皮質(zhì)激素細(xì)胞合成加工并釋放促腎上腺皮質(zhì)激素(ACTH),ACTH作用于腎上腺,并與MC2R結(jié)合啟動(dòng)相關(guān)信號(hào)通路,誘導(dǎo)皮質(zhì)醇合成。目前,已在哺乳動(dòng)物的相關(guān)研究中證實(shí),MC2R被ACTH激活后誘發(fā)的cAMP積累對(duì)皮質(zhì)醇的合成具有關(guān)鍵作用;而在硬骨魚中,皮質(zhì)醇的合成分泌是在頭腎腎間組織中完成的。類似于哺乳動(dòng)物中的下丘腦一垂體一腎上腺調(diào)控軸,在硬骨魚類中由下丘腦、垂體以及腎間組織構(gòu)成。早期研究中只是對(duì)頭腎中MC2R基因進(jìn)行了簡(jiǎn)單的檢測(cè),后來(lái)通過(guò)分子技術(shù)以及原位雜交的手段確定了MC2R的存在,最終通過(guò)體外試驗(yàn)的方法證實(shí)皮質(zhì)醇同ACTH的關(guān)系,為下丘腦一垂體一腎上腺/腎間組織軸在魚類中的存在提供了依據(jù),為魚類中的應(yīng)激調(diào)控研究提供了理論結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。

    本文綜述了近年來(lái)對(duì)MC2R相關(guān)配體、輔助蛋白以及應(yīng)激調(diào)控方面的研究進(jìn)展,為實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)激防控提供理論依據(jù)。

    1.MC2R的配體

    迄今為止,在哺乳動(dòng)物、鳥(niǎo)類、爬行動(dòng)物、兩棲動(dòng)物以及魚類代表物種中,關(guān)于MC2R的研究均顯示其在配體選擇性方面具有專一性,即MC2R不能被MSH類型的MCRS配體激活,僅能被ACTH激活。Schwyzer等在MCRS相關(guān)配體結(jié)構(gòu)的研究中發(fā)現(xiàn),能激活MCRS的配體均含有H6F7R8W9結(jié)構(gòu),以致于一度被認(rèn)為,MSH類型的配體雖不能激活MC2R,但存在與MC2R結(jié)合的能力,即MSH類型的配體可能與ACTH之間存在著競(jìng)爭(zhēng)抑制的關(guān)系。隨著研究深入,結(jié)果證實(shí),MSH類型的配體雖然同ACTH有同樣的H6FR8W9結(jié)構(gòu),但仍然不能與MC2R結(jié)合,試驗(yàn)中也證實(shí)MSH類型配體的存在并不能抑制ACTH同MC2R結(jié)合。

    最初被研究的MC2R配體是人類的ACTH,因其由39個(gè)氨基酸構(gòu)成,所以被記作ACTH(1-39),早期研究中,通過(guò)對(duì)氨基酸序列的比對(duì)以及對(duì)ACTH(1-39)的人為改造(包括切除/丙氨酸替換等方式)以及自然突變體的研究發(fā)現(xiàn),包括ACTH(1-39)在內(nèi)的MCRS配體均具有H6F7R8W9結(jié)構(gòu)。然而,由于MC2R表現(xiàn)出在配體選擇性方面有異與其他MCRS的專一性,說(shuō)明其在結(jié)構(gòu)上應(yīng)有相應(yīng)的特殊性;與此同時(shí),Schwyzer等也發(fā)現(xiàn),當(dāng)類似物ACTH(1-24)[為人工改造的ACTH(1-39)的類似物,具有同ACTH(1-39)完全相同生物活性]的R18、R17、K16殘基被刪除時(shí),ACTH(1-39)類似物ACTH(1-16)顯示出的相關(guān)生物活性的消失與降低以及類似物ACTH(11-24)對(duì)ACTH(1-39)的拮抗作用,都顯示出碳端某種重要結(jié)構(gòu)的存在。最終,ACTH的K15K16R17R18結(jié)構(gòu)得以發(fā)現(xiàn)。2004年,Costa等進(jìn)一步指出hACTH(1-24)中的P19殘基也參與到這一結(jié)構(gòu)序列的組成,于是這一結(jié)構(gòu)被拓展為K15K16R17R18P19結(jié)構(gòu)。

    隨后有研究進(jìn)一步顯示,MC2R雖然與其他MCRS有相同的結(jié)合H6F7R8W9結(jié)構(gòu)的位點(diǎn),但其在自然狀態(tài)下是被隱藏了,因此ACTH與之相結(jié)合的過(guò)程并不是一步完成,于是雙重結(jié)構(gòu)模型被提出。在MC2R中與ACTH結(jié)合相對(duì)應(yīng)的位點(diǎn)中只有H6F7R8W9結(jié)合位點(diǎn)暴露在外,在兩者發(fā)生結(jié)合時(shí),K15K16R18P19結(jié)構(gòu)首先與MC2R上的對(duì)應(yīng)位點(diǎn)相結(jié)合,繼而改變MC2R的空間構(gòu)象,致使H6F7R8W9結(jié)構(gòu)的對(duì)應(yīng)位點(diǎn)暴露,然后H6F7R8W9結(jié)構(gòu)得以與MC2R相應(yīng)位點(diǎn)結(jié)合,最終促發(fā)下游偶聯(lián)蛋白。Schwyzer將ACTH(1—24)中的K15K16R17R18結(jié)構(gòu)定義為定位結(jié)構(gòu)序列,它能選擇性的結(jié)合到ACTH受體上,但其本身不具備激活受體的能力。而H6F7R8W9結(jié)構(gòu)被定義為信息結(jié)構(gòu)序列,當(dāng)其與ACTH受體結(jié)合時(shí),相應(yīng)的下游應(yīng)答反應(yīng)隨即出現(xiàn)。因此,MC2R的激活需要H6F7R8W9和K15K16R17R18等2種結(jié)構(gòu)同時(shí)存在;由于a一MSH只具備H6F7R8W9結(jié)構(gòu),缺少K“K“驢R”結(jié)構(gòu),使得儀一MSH不具備激活A(yù)CTH受體的能力,因而不能誘導(dǎo)腎上腺細(xì)胞產(chǎn)生糖皮質(zhì)激素。

    在雙重結(jié)構(gòu)模型中,一旦K15K16R17R18P19結(jié)合位點(diǎn)被相應(yīng)結(jié)構(gòu)結(jié)合,就會(huì)導(dǎo)致H6F7R8W9結(jié)構(gòu)結(jié)合位點(diǎn)暴露,有研究提出,K15K17R17R18P19結(jié)合位點(diǎn)與相應(yīng)結(jié)構(gòu)結(jié)合之后,a一MSH能激活MC2R,因?yàn)閍一MSH同樣具有H6F7R8W9結(jié)構(gòu)。而在Navolotskaya等的研究中發(fā)現(xiàn),類似物ACTH(11-24)以及源自人類白細(xì)胞介素前體一1a(pro—interleukin一1a)雖然能結(jié)合受體上的K15K16R17R18P19位點(diǎn);但其氮端可能干擾a-MSH的進(jìn)入,從而不適合這一猜想的驗(yàn)證。因此,在驗(yàn)證性試驗(yàn)中使用了ACTH(15—24),它既保證K15K16R17R18P19結(jié)構(gòu)與其結(jié)合位點(diǎn)的正常結(jié)合,又避免對(duì)H6F7R8W9結(jié)合位點(diǎn)的干擾。試驗(yàn)中將hMC2R/mMRAP轉(zhuǎn)染CHO細(xì)胞以hACTH刺激作為陽(yáng)性對(duì)照,使用組合a-MSH與ACTH(15—24)或者是組合ACTH(4—10)和ACTH(15—24)共同刺激作為試驗(yàn)組。結(jié)果發(fā)現(xiàn),僅對(duì)照組受體被激活,試驗(yàn)中均未引起受體的激活。這顯示K15K16R17R18P19結(jié)構(gòu)和H6F7R8W9結(jié)構(gòu)之間可能還存在一些關(guān)鍵的氨基酸殘基。進(jìn)一步研究顯示,以丙氨酸替換基中的任何一個(gè)時(shí),都會(huì)對(duì)人類MC2R的激活造成干擾,而對(duì)四足爬行動(dòng)物的相關(guān)研究同樣顯示丙氨酸替換會(huì)引起不同程度的影響。其中,3種四足爬行動(dòng)物的MC2R結(jié)構(gòu)十分相似,因此出現(xiàn)的不同影響是由ACTH的精細(xì)三級(jí)結(jié)構(gòu)變化造成的。那些同時(shí)具備K15K16R17R18P19結(jié)構(gòu)以及H6F7R8W9結(jié)構(gòu)而中間缺失了氨基酸殘基的ACTH(1—21)以及ACTH(1—22)類似物之所以不能激活受體是由G10K11P12V13G14結(jié)構(gòu)所擁有的精細(xì)調(diào)控功能喪失所造成的。最終MC2R的結(jié)構(gòu)被劃分為3個(gè)結(jié)構(gòu)區(qū)域。

    近年來(lái),有關(guān)MC2R的研究中所涉及相關(guān)配體3個(gè)區(qū)域的細(xì)節(jié)方面的研究,常常采取丙氨酸替換的方式對(duì)單一或是幾個(gè)氨基酸的重要性進(jìn)行評(píng)價(jià)分析。對(duì)人類、兩棲類以及爬行動(dòng)物H6F7R8W9結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn),3個(gè)物種在W9殘基被丙氨酸替換時(shí)均表現(xiàn)出生物活性的完全喪失。對(duì)于人類MC2R而言,丙氨酸替換之后造成的破壞程度緊居其后是F7和R8,造成影響最小的是r。爬行動(dòng)物和兩棲類對(duì)H6F7R8W9結(jié)構(gòu)的要求更加嚴(yán)格,丙氨酸替換F7、R8、W9都會(huì)阻礙其與受體結(jié)合,在爬行動(dòng)物中,甚至是H6發(fā)生替換也會(huì)阻礙其對(duì)相關(guān)受體激活。至于K15K16R17R18P19結(jié)構(gòu)中,由丙氨酸替換時(shí),人類MC2R相較于爬行類和兩棲類的MC2R有更高的耐受能力??傮w上看來(lái),丙氨酸替換試驗(yàn)與早期依賴于ACTH類似物的研究結(jié)果很一致,結(jié)果支持早期提出的配體ACTH雙重結(jié)構(gòu)模型,即H6F7R8W9結(jié)構(gòu)與K15K16R17R18P19結(jié)構(gòu)是配體激活受體必需條件。

    在ACTH丙氨酸替換試驗(yàn)中所表現(xiàn)出來(lái)的,高等動(dòng)物明顯存在高于較低等動(dòng)物的耐受性,從進(jìn)化的角度來(lái)看,這可能是進(jìn)化過(guò)程中生物形成的保護(hù)機(jī)制,進(jìn)而減少由于偶然突變帶來(lái)的不利影響。而在海七鰓、白斑角鯊以及文昌魚的研究中發(fā)現(xiàn),ACTH在受體親和力方面明顯比MSH類型的配體更具優(yōu)勢(shì)。與此同時(shí),在藥理方面的研究中ACTH的效能也明顯高于MSH類型的配體。由此原始受體對(duì)天然激動(dòng)劑的相關(guān)表現(xiàn)來(lái)看,ACTH較MSH類型配體更原始。

    2.MC2R輔助蛋白

    在MC2R的研究中發(fā)現(xiàn)其分布與其他MCRS相比,存在明顯的局限性,MC2R基因幾乎只能在腎上腺皮質(zhì)的細(xì)胞中才能實(shí)現(xiàn)功能表達(dá),如INS-1β-cells。在人類有關(guān)MC2R的研究中,對(duì)腦、肝臟以及腎上腺3種組織(其中MC2R僅能在腎上腺中實(shí)現(xiàn)功能表達(dá))中的cDNA進(jìn)行RT-PCR操作,結(jié)果發(fā)現(xiàn)了1個(gè)僅在腎上腺中表達(dá)的基因,最終證實(shí)為MC2R輔助蛋白(MRAP)。在大量關(guān)于MC2R進(jìn)行研究利用中國(guó)倉(cāng)鼠卵巢(Chinese hamster ovary,CHO)細(xì)胞系對(duì)非哺乳動(dòng)物MC2R進(jìn)行研究,基本上都需要MRAPl的存在,才能實(shí)現(xiàn)MC2R的功能表達(dá),僅米氏葉吻銀鮫例外。

    就目前研究結(jié)果可知,MRAP存在MRAPl(MRAPa和MRAPβ)和MRAP2(MRAP2a和MRAP2b)2個(gè)類型。MRAP為單鏈肽鏈,含有1個(gè)橫跨膜區(qū)域,在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中,MRAP單體以同源二聚體存在。在這一聚體、二聚體中,2個(gè)多肽以反向平行的方式結(jié)合。在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中,2個(gè)MRAPl二聚體同1個(gè)MC2R二聚體形成1個(gè)復(fù)合物,最終以這種六亞基復(fù)合物的形式遷移到細(xì)胞膜上。MRAP在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中參與協(xié)助MC2R正確折疊,如果缺少M(fèi)RAP的存在,MC2R不能進(jìn)行折疊,隨后將插入到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜中,最終被內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的監(jiān)控機(jī)制所清除。雖然MRAPl與MRAlY2在輔助MC2R向細(xì)胞膜上遷移的效能是等價(jià)的,但是,只有MC2R同MRAPl相互結(jié)合之后的構(gòu)象才能在細(xì)胞膜上同ACTH發(fā)生反應(yīng)。

    Simon等研究還發(fā)現(xiàn),當(dāng)MRAP2存在時(shí),MRAPa和MRAPβ的表達(dá)量會(huì)增加;而當(dāng)MRAPoz或MRApβ存在時(shí),MRAlY2的表達(dá)量也會(huì)增加。將MRAPoz和MRAPβ進(jìn)行生物活性比較,結(jié)果顯示,MRAPoβ存在時(shí)MC2R的復(fù)合物對(duì)ACTH具有更高的效能,而這一結(jié)果源于MARP的碳端結(jié)構(gòu),試驗(yàn)結(jié)果證實(shí),當(dāng)以碳端切除之岳的MRAP類似物與MC2R進(jìn)行共表達(dá)時(shí),MC2R復(fù)合物對(duì)ACTH的親和力顯著降低。由此顯示MRAP碳端結(jié)構(gòu)與MC2R復(fù)合物對(duì)ACTH的親和力密切有關(guān)。

    以MRAPl基因進(jìn)行系統(tǒng)進(jìn)化分析,結(jié)果表明,四足爬行動(dòng)物與硬骨魚類的MRAPl基因在進(jìn)化上呈現(xiàn)出不同趨勢(shì)。Travis等在其研究中也證實(shí)了這一現(xiàn)象,試驗(yàn)通過(guò)將兩棲類的MC2R基因分別與鼠、斑馬魚的MRAPl基因共表達(dá)于CHO細(xì)胞中,再以人源ACTH進(jìn)行激活,結(jié)果顯示,鼠MRAPl基因存在的1組中應(yīng)答明顯更為強(qiáng)烈;而在cAMP應(yīng)答試驗(yàn)中,斑馬魚MRAPl存在時(shí),虹鱒MC2R對(duì)于ACTH的應(yīng)答明顯強(qiáng)于鼠MRAPl存在時(shí)的表現(xiàn)。結(jié)果顯示,MC2R與相應(yīng)的輔助蛋白間存在協(xié)同進(jìn)化。

    通過(guò)對(duì)哺乳動(dòng)物、鳥(niǎo)類、四足類動(dòng)物(包括爬行類和兩棲類)、魚類以及早期脊椎動(dòng)物(無(wú)頜類)等大量物種的MRAP基因序列進(jìn)行比較分析,結(jié)果在早期脊椎動(dòng)物(如海七鰓鰻)的研究中發(fā)現(xiàn)MRAP2存在,而MRAPl缺少,反映出MRAP2為早期MRAP家族的成員;研究結(jié)果還顯示,MRAP在肉鰭魚類、兩棲類以及爬行類動(dòng)物中缺失;而鳥(niǎo)類以及哺乳動(dòng)物則同時(shí)存在MRAP中的2個(gè)類型。

    3.MC2R

    研究者對(duì)MC2R的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了相應(yīng)的研究,例如,Pogozheva等應(yīng)用計(jì)算機(jī)模擬,結(jié)合點(diǎn)突變的方法對(duì)人類MC4R的H6FRsW9結(jié)構(gòu)結(jié)合位點(diǎn)進(jìn)行研究?;谀M結(jié)果,H6FR8W9結(jié)構(gòu)結(jié)合位點(diǎn)由TM2、TM3、TM6和TM7中的殘基構(gòu)成,這些殘基在受體中形成一個(gè)親水口袋,并暴露于細(xì)胞外的空間中。結(jié)果顯示,G蛋白偶聯(lián)受體的跨膜區(qū)域擁有1個(gè)筒狀構(gòu)型。在這一構(gòu)型中,4個(gè)跨膜區(qū)域相互之間靠得很近。在人類MC2R的相關(guān)研究中同樣得到了類似的H6F7R8W9結(jié)構(gòu)結(jié)合位點(diǎn),相關(guān)氨基酸殘基(E81、D107、F136、H139)分別位于TM2、TM3和TM6。Chen等采用單一丙氨酸突變的方法對(duì)E81、F136、H139等氨基酸殘基進(jìn)行替換,結(jié)果發(fā)現(xiàn)每一個(gè)單一丙氨酸替換之后的MC2R突變體對(duì)hACTH刺激應(yīng)答能力顯著下降。并且發(fā)生在TM7中F258氨基酸殘基的自然突變,同樣引起受體刺激應(yīng)答能力下降。系列研究結(jié)果顯示,hMC2R中H6F7R8W9結(jié)構(gòu)結(jié)合位點(diǎn)的構(gòu)成殘基位于TM2、TM3、TM6和TM7上。此外,1個(gè)發(fā)生在人類MC2R的EC2中的H17殘基的自然突變對(duì)hACTH刺激應(yīng)答能力下降。研究者對(duì)EC2以及TM5區(qū)域進(jìn)行丙氨酸替換試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn),EC2以及TM5區(qū)域發(fā)生突變時(shí),hACTH(1—24)不能激活受體,由于EC2和TM5相對(duì)遠(yuǎn)離構(gòu)成H6F7結(jié)構(gòu)的結(jié)合位點(diǎn),因此,提出EC2以及TM5參與了KRlIRl8p19結(jié)構(gòu)結(jié)合位點(diǎn)的構(gòu)成。MC2R預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

    Kovalitskaia等提出了MC2R與MRAP的模型,如圖2所示,MRAP二聚體中的1個(gè)MRAP分子同MC2R的第三、第四跨膜區(qū)結(jié)合,從而對(duì)ER信號(hào)分子的捕捉進(jìn)行修飾。同時(shí),另1個(gè)MRAP分子與第四、第五跨膜區(qū)共同構(gòu)建了KKRR結(jié)構(gòu)的結(jié)合位點(diǎn)。當(dāng)ACTH特異性結(jié)合到KKRR結(jié)構(gòu)結(jié)合位點(diǎn)時(shí),促使第四、第五跨膜區(qū)同第六、第七跨膜區(qū)的結(jié)合發(fā)生分離,進(jìn)而形成HFRW結(jié)構(gòu)的結(jié)合位點(diǎn),最終激活下游信號(hào)。

    4.MC2R與機(jī)體的應(yīng)激調(diào)控

    硬骨魚中皮質(zhì)醇是一種腎間組織分泌的主要的類固醇類,其在調(diào)節(jié)應(yīng)激應(yīng)答中扮演著重要角色,但其在應(yīng)激應(yīng)答過(guò)程中的釋放受下丘腦一垂體一腎間組織軸調(diào)控。其中皮質(zhì)醇的合成是由ACTH與位于腎間組織中的MC2R受體結(jié)合后所介導(dǎo)合成釋放的。在虹鱒攝食含硒日糧的相關(guān)研究中發(fā)現(xiàn),急性應(yīng)激導(dǎo)致血清皮質(zhì)醇濃度顯著升高期間,血清ACTH(應(yīng)激1 h后)含量也會(huì)顯著升高,而MC2R mRNA的表達(dá)量也顯著上調(diào),在鯉魚的相關(guān)研究中也有類似的結(jié)論。在關(guān)于MC2R基因的相關(guān)研究中發(fā)現(xiàn),MC2R基因突變導(dǎo)致的MC2R失活,會(huì)阻斷對(duì)ACTH刺激的應(yīng)答反應(yīng),從而阻礙皮質(zhì)醇合成。在早期垂體切除試驗(yàn)中觀察到血清皮質(zhì)醇濃度下降,當(dāng)以ACTH進(jìn)行處理時(shí),則避免了血清皮質(zhì)醇濃度下降。這反映出ACTH對(duì)皮質(zhì)醇合成的影響。而在一些魚類的毒理性試驗(yàn)中,則反映出MC2R本身對(duì)于皮質(zhì)醇合成的影響;例如,以有機(jī)氯、β一萘黃酮或是鎘離子處理腎間組織時(shí),研究人員發(fā)現(xiàn)ACTH對(duì)皮質(zhì)醇合成的刺激失效,而使用cAMP進(jìn)行處理時(shí),觀察到皮質(zhì)醇水平的升高。試驗(yàn)結(jié)果表明,MC2R及其配體在魚類應(yīng)激調(diào)控中的重要作用。

    5.結(jié)論

    MC2R之所以有別于其他MCRS,主要體現(xiàn)在2個(gè)方面:一是其對(duì)配體選擇的專一性,就目前已有研究而言,絕大多數(shù)的研究結(jié)果都顯示出MC2R只能被ACTH激活,這一現(xiàn)象的闡明得益于對(duì)ACTH中K15K16R17R18P19、H6F7RsW9、等3個(gè)結(jié)構(gòu)區(qū)域的認(rèn)識(shí);二是由于MC2R對(duì)于輔助蛋白MRAP依賴性所表現(xiàn),MC2R從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)向細(xì)胞膜表面的遷移需要MRAP的輔助,并且?guī)缀跛蠱C2R功能表達(dá)的實(shí)現(xiàn)都離不開(kāi)MRAPl的存在。就MC2R的這2個(gè)特點(diǎn)而言,其起源尚不明確,MCRS僅出現(xiàn)于脊索動(dòng)物的共識(shí)以及米氏葉吻銀鮫在MC2R功能表達(dá)的特殊表現(xiàn)都顯示出魚類MC2R相關(guān)研究,今后還需進(jìn)一步加強(qiáng)魚類MC2R相關(guān)基礎(chǔ)研究。

    在生理機(jī)能的研究中,MC2R與其配體都是皮質(zhì)醇合成過(guò)程中的關(guān)鍵,并且參與下丘腦一垂體一腎間組織軸的構(gòu)建,大量研究結(jié)果顯示,MC2R及其相關(guān)配體在魚類應(yīng)激方面緊密相關(guān)。但是,對(duì)于應(yīng)激過(guò)程中基因表達(dá)量的變化是否引起蛋白水平上的量變,或是僅僅引起受體本身敏感度的變化還有待進(jìn)一步研究。目前,魚類在相關(guān)技術(shù)方面與高等動(dòng)物還存在差距,相關(guān)研究手段在魚類中的應(yīng)用尚存在困難。因此,對(duì)魚類等低等脊椎動(dòng)物MC2R的研究不僅有助于了解魚類在應(yīng)激下皮質(zhì)醇合成釋放的基本機(jī)制,而且對(duì)整個(gè)漁業(yè)的健康發(fā)展也具有重要意義。

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