下丘脑crf相关肽及其受体的研究进展

下丘脑crf相关肽及其受体的研究进展

crf（colticcoremat）相关遗传因子的分解代谢神经遗传因子包括crf、ucn（urocortin）1、oca2、ecn3、crv（corticcorticreceive）1、crf2等。越来越多的证据显示,下丘脑CRF相关肽在机体能量平衡调节中发挥重要作用,本文就下丘脑CRF相关肽及其受体的研究进展综述如下。1crf相关肽在脑不稳定因素中的表达CRF是含41个氨基酸的神经肽,1981年被分离和鉴定,具有促进垂体前叶ACTH和β-内啡肽释放的作用,CRF在应激后下丘脑-垂体-肾上腺轴的调节中起重要作用。下丘脑室旁核合成CRF,随轴突转移至正中隆起,释放入垂体门脉循环,促进垂体前叶ACTH的释放,ACTH促进肾上腺皮质激素的释放。中枢注射CRF刺激自主神经系统反应,CRF还可通过交感副交感神经,刺激心肺功能,增加棕色脂肪组织的产热,抑制消化活动。中枢CRF还与应激的觉醒、焦虑反应、厌食及能量代谢有关。后来人们发现CRF不能很好地解释一些应激适应反应,更加严格的实验提示,中枢一些明显与应激、自主及行为反应有关的部位缺乏CRF肽或受体的表达,这就促使人们去寻找新的CRF相关肽。1995年Vaughan等发现第二个CRF相关肽UCN1,是含40个氨基酸的肽,哺乳动物脑及外周组织广泛表达,与CRF有45%的同源性。UCN1mRNA在哺乳动物脑Edinger-Westphal核、视上核、外侧下丘脑高度表达。UCN1与CRFR1、CRFR2均有较高的亲和力,UCN1与CRFR2的亲和力比CRF强100倍。中枢应用UCN1能发挥出比CRF还要强的抑制摄食作用,但很少出现CRF的焦虑样行为反应。随着研究的深入,人们又发现部分大量表达CRFR2受体部位却无UCN1表达的神经纤维支配,因此人们设想哺乳动物大脑中可能还存在一种或两种CRFR2受体的特异性内源配体。随着基因组学的不断进展,人和鼠基因库数据的积累,为寻找许多蛋白家族的新成员提供了重要手段。通过同源序列搜索,另外两个UCN亚家族的肽UCNⅡ、UCNⅢ相继被发现,鼠UCNⅡ是一个含38个氨基酸的肽,选择性地与CRFR2特异结合,很少与CRFR1结合。小鼠脑内有特异性的表达区域,包括下丘脑室旁核大细胞分区、弓状核和蓝斑等。UCNⅢ也是一个含38个氨基酸的肽,与UCNⅡ一样,选择性地与CRFR2结合。在大鼠和小鼠实验中发现,UCNⅢmRNA表达在包括终纹床核、杏仁核、下丘脑和脑干等脑区。这些UCN家族肽不大可能在基础和应激时的垂体激活中发挥作用,事实上,UCNⅡ、UCNⅢ不与CRFR1结合,而CRFR1在CRF系统中主要介导基础和应激时的垂体激活,表达UCNⅡ、UCNⅢ的神经元不向垂体投射。有报道中枢注射UCN1可激活垂体-肾上腺轴,引起焦虑样行为反应,这是由于UCN1可与CRFR1有高亲和力的结合。由于UCNⅡ、UCNⅢ与CRFR2受体特异结合的选择性,两者被称为处理应激反应的肽,可减轻应激焦虑样反应、降低血压、降低觉醒反应。UCNⅡ增加实验鼠的迷宫探索能力,提示CRFR2受体介导抗焦虑效应。关于中枢神经系统UCNⅡ、UCNⅢ合成的生理调节过程仍不太清楚,需要进一步阐明。2crf1、crf2受体CRF受体包括CRFR1、CRFR2受体,以及新近发现的非哺乳动物CRFR3受体,均为7次跨膜的G蛋白偶联受体,CRFR1与CRFR2受体有约70%的同源性。所有CRF家族肽均通过与CRF受体结合而发挥作用。CRFR1受体能高亲和力地与CRF、UCN1肽结合。CRF与CRFR1受体的亲和力较CRFR2受体高10倍。CRFR1mRNA在脑中广泛分布,高表达于大脑皮层、边缘系统和小脑区,也明显表达于垂体和其他外周组织。正常情况下下丘脑CRFR1受体的表达较低,下丘脑室旁核内CRFR1mRNA的表达不能检测出来,但各种应激原可诱导下丘脑室旁核CRFR1mRNA的表达,下丘脑注射CRF时,也可诱导下丘脑CRF1R1mRNA的表达。但体外实验提示,CRF、糖皮质激素可抑制垂体前叶细胞CRFR1受体的表达。在已有的文献中,对CRFR1受体基因表达调控主要集中在垂体和下丘脑室旁核,这种调节与CRFR1受体介导的CRF促垂体作用是一致的。CRF2受体因其mRNA剪接不同形成三种剪接变体,分别是CRFR2A、CRFR2B、CRFR2C受体,其中CRFR2A是脑内主要的CRFR2受体,脑实质中不表达CRFR2B受体,CRFR2C受体仅在人脑中表达。CRFR2受体对UCN家族肽、尿压素Ⅰ和蛙皮降压肽的亲和力明显强于CRF。UCNⅡ、UCNⅢ是CRFR2受体的特异性内源性配体。在大鼠和小鼠实验中发现,CRFR2受体主要表达于嗅球、侧间隔、下丘脑腹内侧核、杏仁中后皮层核、孤束核及最后区等。CRFR2受体主要参与介导能量平衡的调节。除了CRFR1、CRFR2受体外,哺乳动物体内可能还存在其他CRF受体。有人称之CRFR3受体,有关的报道也不多。哺乳动物CRF及其相关肽除与CFRR1、CRFR2受体结合外,还与CRF-BP结合。CRF-BP对鼠/人CRF、尿压素Ⅰ、UCN1均有较高的亲和力。CRF-BP广泛分布于大脑皮层、杏仁和下丘脑,CRF-BP高表达的脑区也是CRF合成和释放的脑区,这与CRF-BP的功能一致。CRF-(6-33)是一种对CRF受体无活性的CRF碎片,能从CRF-BP中置换出CRF而发挥作用。3crf相关肽对能量平衡的调节CRF相关肽及其受体在能量平衡的生理性调节中起重要作用,CRF受体拮抗剂可阻止应激所致的厌食。有文献报道,与野生型小鼠相比,CRF不足的小鼠显示正常的体重增加和摄食。Zucker肥胖大鼠的实验结果也支持CRF相关肽在能量平衡调节的生理作用,长期给予Zucker肥胖大鼠CRF或CRF-(6-33)治疗可预防体重的增加,而瘦型大鼠则无此效应。CRF相关肽发挥厌食和产热效应的作用部位,文献报道常常存在分歧。早期的实验结果提示,CRF相关肽发挥厌食和产热效应的作用部位分别是下丘脑室旁核和视前区中部,但下丘脑室旁核毁损实验结果提示,下丘脑室旁核可能不是CRF发挥厌食效应的唯一脑区。有研究结果提示,UCNs肽在中枢和外周均可引起厌食反应,一般认为下丘脑室旁核是CRF、UCN1引起厌食效应的重要部位之一。也有人报道内侧视前区可能是CRF发挥产热效应的部位。还有研究显示,外侧下丘脑的穹隆周围区和Edinger-Westphal核可能参与CRF、UCN1对能量平衡的调节。有报道认为,下丘脑腹内侧核CRFR2A受体也可能参与能量平衡调节,下丘脑腹内侧核CRFR2A受体表达可随摄食的变化而变化,下丘脑腹内侧核可调节交感神经功能,中枢CRF相关肽可能通过刺激交感神经功能增加能量消耗。但也有报道怀疑下丘脑腹内侧核在能量平衡调节中的作用,他们认为下丘脑腹内侧核并不是CRF发挥厌食和产热效应所必需。总之,机体能量代谢的调节是一个复杂的过程,中枢参与能量代谢部位及作用机制仍不是十分清楚。CRFR1受体的作用目前已基本清楚,主要参与应激时下丘脑-垂体-肾上腺轴的激活和应激所致的边缘系统焦虑样行为反应,对能量平衡的调节近年来也有些证据。但有人认为,CRFR1受体介导厌食反应可能是非特异性的,可能继发于CRF及UCN1引起的焦虑和害怕样行为反应。选择性CRFR1受体拮抗剂可阻断情绪应激所致的厌食反应也支持此观点。总之,CRFR1受体在摄食行为中的作用仍然存在分歧。CRFR1受体参与CRF相关肽的产热效应方面,一般认为CRFR1受体参与CRF的产热效应。事实上,CRFR1mRNA在视前区中部有高度的表达,在下丘脑室旁核也有少量表达,而视前区中部是CRF发挥产热效应的部位。另外,在脑室内注射各种CRF受体激动剂的实验中,发现在CRF相关肽中CRF发挥的产热效应最强,而CRF与CRFR1受体的亲和力明显大于CRFR2受体。选择性CRFR2受体拮抗剂Antisauvagine-30可阻止CRF所致的厌食,但不能完全阻止CRF对体重的影响,提示CRF除发挥厌食效应外,可能还减少体内脂肪的贮存。CRFR1受体对能量平衡的调节的非特异性影响也是值得重视的。焦虑和害怕样行为反应是CRFR1受体介导的行为反应,可减少摄食。另外,CRFR1受体激活下丘脑-垂体-肾上腺轴,可通过肾上腺皮质激素的释放影响能量代谢。CRFR2受体的作用是近年来研究的热点,目前研究刚刚起步,很多问题尚未明了。目前,CRFR2受体介导应激和CRF相关肽所致的厌食已有一些证据。有文献报道,CRFR2受体拮抗剂Antisauvagine-30、338-086-15可阻断UCN肽类和CRF对摄食的影响。这些结果与具厌食效应的UCNⅡ、UCNⅢ的研究结果一致,UCNⅡ、UCNⅢ是CRFR2受体的特异性激动剂,CRFR2受体基因剔除小鼠的实验结果也支持这一观点,相对于野生型小鼠,UCN1刺激后CRFR2受体基因剔除小鼠表现较快恢复摄食效应。CRFR2受体调节摄食的作用也表现在CRFR2AmRNA水平的变化,下丘脑CRFR2AmRNA表达水平与食欲呈负相关。在肥胖、糖尿病、食物剥夺大鼠实验中,下丘脑腹内侧核CRFR2AmRNA的表达明显降低,而脑室内输入瘦素可诱导下丘脑腹内侧核CRFR2AmRNA的表达。下丘脑腹内侧核可能是CRFR2受体介导CRF相关肽引起厌食效应的作用部位之一。Chance等的实验结果提示,30%TBSA烧伤大鼠第三脑室注射CRF-皂草素破坏下丘脑CRF受体后,静息能量消耗明显下降