羅雙慧 劉 巍 曾志琴 胡楚鵬 許寧銀 黃 安 奚 濤 邢瑩瑩

中國(guó)藥科大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，江蘇南京 211198

胃潰瘍是全球普遍的胃腸道疾病之一。胃潰瘍的病理生理學(xué)涉及胃黏膜的攻擊性和保護(hù)性因素之間的不平衡[1]。頻繁暴露于各種有害的刺激很容易導(dǎo)致胃黏膜損傷，這些有害刺激包括外在因素（如乙醇、非甾體類抗炎藥、幽門(mén)螺桿菌和缺血再灌注損傷）和內(nèi)在因素（如胃酸、胃蛋白酶和炎癥趨化因子）[2-3]。加強(qiáng)胃黏膜的保護(hù)機(jī)制有助于預(yù)防胃潰瘍。在正常生理?xiàng)l件下，胃黏膜依賴多種保護(hù)機(jī)制維持結(jié)構(gòu)的完整性，并通過(guò)黏膜防御系統(tǒng)抵御外來(lái)有害刺激[4]。除了胃黏膜屏障外，許多內(nèi)源性物質(zhì)（包括神經(jīng)遞質(zhì)和局部自體活性物質(zhì)等）有助于保護(hù)胃黏膜免受炎癥、氧化應(yīng)激和細(xì)胞凋亡的影響。其中，降鈣素基因相關(guān)肽（calcitonin gene-related peptide，CGRP）是辣椒素敏感性感覺(jué)神經(jīng)的主要傳遞物，是公認(rèn)的胃黏膜保護(hù)物質(zhì)[5]。本文論述CGRP 對(duì)胃黏膜保護(hù)的相關(guān)作用機(jī)制，重點(diǎn)闡述通過(guò)刺激CGRP 釋放減少胃黏膜損傷的最新研究進(jìn)展。

1 降鈣素基因相關(guān)肽的生物特性

CGRP 是人類用基因重組技術(shù)發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)活性多肽[6]，通過(guò)選擇性剪接降鈣素基因（CALCA）產(chǎn)生。它含有37 個(gè)氨基酸，分子量約為3800 D（圖1）[7]，主要有2 個(gè)亞型：α-CGRP 和β-CGRP。α-CGRP 主要分布在外周神經(jīng)系統(tǒng)，而胃腸神經(jīng)的內(nèi)在神經(jīng)元主要表達(dá)β-CGRP。2 種亞型由不同的基因編碼，但具有較高的序列相似性，因此生物學(xué)功能相似[8]。CGRP 主要的合成部位是背根神經(jīng)節(jié)（DRG），在感覺(jué)神經(jīng)細(xì)胞胞體合成，以軸漿運(yùn)輸方式運(yùn)送到神經(jīng)末梢，與P 物質(zhì)、神經(jīng)激肽共同存儲(chǔ)在突觸小體內(nèi)。在感覺(jué)神經(jīng)末梢或胞體胞膜上存在的辣椒素受體（TRPV1），是調(diào)節(jié)CGRP合成與釋放的關(guān)鍵受體（圖2）[9]。

圖1 CGRP 肽的剪接和翻譯后加工

TRPV1 是主要在感覺(jué)神經(jīng)中表達(dá)的非選擇性陽(yáng)離子通道，它們?cè)贑GRP 陽(yáng)性纖維中高度共表達(dá)[10]。當(dāng)該通道受到刺激開(kāi)放時(shí)，細(xì)胞外的陽(yáng)離子（主要包括鈉離子和鈣離子）內(nèi)流，導(dǎo)致胞質(zhì)內(nèi)鈣離子濃度增加，鈣離子作為第二信使，促使P 物質(zhì)和CGRP 釋放，引發(fā)一系列重要的生物學(xué)反應(yīng)（圖2）。盡管人們已經(jīng)充分認(rèn)識(shí)到CGRP 的合成受TRPV1 激活的調(diào)節(jié)，但確切的機(jī)制仍然未知。

由于外周辣椒素敏感感覺(jué)神經(jīng)的存在，CGRP 廣泛分布于心血管、胃腸道和呼吸系統(tǒng)并發(fā)揮多種功能。CGRP 是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最有效的血管擴(kuò)張器，它的藥效比其他血管舒張藥（如腺苷、P 物質(zhì)或乙酰膽堿）的效力高約1000 倍[11]。除此之外，CGRP 還具有抗凋亡、抗血小板聚集、抗氧化、抗增殖和抗衰老的特性，可以保護(hù)機(jī)體內(nèi)的多種系統(tǒng)，使其能夠抵御相關(guān)疾病的高危因素。

圖2 TRPV1 通道的調(diào)節(jié)作用

2 降鈣素基因相關(guān)肽對(duì)胃黏膜的生物影響

2.1 CGRP 與胃酸分泌

早期的研究表明，CGRP 是一種有效的胃酸分泌抑制劑[5]。胃黏膜損傷與胃酸的分泌增加密切相關(guān)，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床觀察均證實(shí)顱腦損傷和燒傷后，胃液中氫離子濃度增加，應(yīng)用抗酸劑及抑酸劑可有效地預(yù)防和治療應(yīng)激性胃潰瘍。胃酸分泌的增加與神經(jīng)中樞和下丘腦損傷引起的神經(jīng)內(nèi)分泌失調(diào)、血清胃泌素增高、CGRP 減少有關(guān)[13]。在小鼠模型中，五肽胃泌素或腦池內(nèi)促甲狀腺素釋放激素外源地刺激小鼠的胃酸分泌，而CGRP 能減少63%～78%的胃酸分泌[14]。CGRP受體在胃黏膜細(xì)胞中普遍表達(dá)，靜脈注射CGRP 受體拮抗劑，CGRP8-37 或CGRP 抗體能完全阻止CGRP對(duì)胃酸分泌抑制的影響[15]。CGRP 能夠減少基礎(chǔ)泌酸量，降低胃蛋白酶活性和胃液消化活動(dòng)度，可用于消化性潰瘍的治療。

2.2 CGRP 與胃黏膜血流

CGRP 是一種廣譜擴(kuò)血管物質(zhì)。使用氫氣清除技術(shù)控制大鼠的基礎(chǔ)胃黏膜血流量在35～50 mL/（min·100 g）范圍內(nèi)，用大鼠α-CGRP（15、75 pmoL/min）以劑量依賴方式灌注能顯著增加胃黏膜血流量，但對(duì)平均動(dòng)脈血壓的影響很小[16]。CGRP 增加血流量主要分為兩種機(jī)制：一種是CGRP 與內(nèi)皮細(xì)胞上的受體結(jié)合，上調(diào)一氧化氮合酶（NOS）產(chǎn)生一氧化氮（NO）[10]。NO穿過(guò)細(xì)胞膜，活化平滑肌內(nèi)可溶性鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶，經(jīng)cGMP 通路活化蛋白激酶G，后者可作用于Ca2+-ATP酶，使細(xì)胞內(nèi)游離鈣離子濃度下降，舒張平滑肌[17]。CGRP 也可通過(guò)前列環(huán)素活化cAMP/PKA 途徑，發(fā)揮舒張血管的作用，cAMP 升高的程度與血管舒張反應(yīng)的強(qiáng)弱密切相關(guān)。另一種是CGRP 可以不經(jīng)過(guò)內(nèi)皮，直接與血管平滑肌細(xì)胞上的受體結(jié)合，通過(guò)cAMP 活化PKA或通過(guò)激活血管平滑肌細(xì)胞膜上的K+-ATP 通道來(lái)實(shí)現(xiàn)[7]。格列本脲是三磷酸腺苷敏感鉀通道的抑制劑，它能有效削弱CGRP 對(duì)胃黏膜血流量的增加效果，這也說(shuō)明CGRP 提高血流量需要通過(guò)激活三磷酸腺苷敏感鉀通道[18]。

2.3 CGRP 與胃腸運(yùn)動(dòng)

大量實(shí)驗(yàn)證明，胃黏膜損傷及肌肉牽拉等傷害性刺激均可引起感覺(jué)神經(jīng)元釋放CGRP，激活蠕動(dòng)反射的效應(yīng)器（如調(diào)節(jié)神經(jīng)元和運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元），也可直接作用于受刺激部位的平滑肌。CGRP 對(duì)大部分胃腸道運(yùn)動(dòng)起抑制作用，主要涉及的機(jī)制有以下兩種：一種是對(duì)腸段的縱向和圓形肌肉的直接松弛作用；另一種是刺激蠕動(dòng)反應(yīng)的神經(jīng)元（如非腎上腺素能非膽堿能抑制神經(jīng)元），釋放其他抑制型神經(jīng)遞質(zhì)，如NO 和血管活性腸肽，間接影響腸蠕動(dòng)[17]。不僅如此，CGRP 在傷害性刺激下被釋放到局部，作為脊髓抑制反射通路的一部分，進(jìn)而激活脊髓傳入神經(jīng)纖維，抑制胃腸運(yùn)動(dòng)[19]。胃腸道依賴于CGRP 這種保護(hù)劑對(duì)血流量的增加和對(duì)胃腸道蠕動(dòng)的調(diào)節(jié)，有助于改善胃局部微循環(huán)并恢復(fù)胃潰瘍?cè)斐傻奈葛つp傷。

3 CGRP 與抗炎和抗凋亡機(jī)制的相關(guān)性

研究表明，CGRP 的下調(diào)和胃潰瘍的發(fā)病機(jī)制有關(guān)，而目前許多藥物是通過(guò)上調(diào)CGRP 表現(xiàn)出抗?jié)兓钚訹20]。由檸檬酸桿菌獲得的富含鞣花單寧的成分對(duì)大鼠乙醇誘導(dǎo)的消化性潰瘍發(fā)揮胃保護(hù)作用，其機(jī)制包括增加CGRP 表達(dá)，小鼠體內(nèi)CGRP 表達(dá)增加呈檸檬酸桿菌劑量依賴性[21]。辣椒素敏感的感覺(jué)神經(jīng)細(xì)胞纖維受刺激后釋放CGRP，后者提高胃黏膜組織中前列環(huán)素、前列腺素E2水平從而抑制中性粒細(xì)胞的活化和肥大細(xì)胞的脫顆粒，減少組胺等炎癥介質(zhì)的釋放，在減輕胃腸道炎癥方面起重要作用[22-23]。

不僅如此，CGRP 也通過(guò)抗炎和抗凋亡的機(jī)制保護(hù)大鼠胃黏膜免受缺血再灌注損傷。在小鼠缺血再灌注損傷模型中，腹腔注射3 μg/kg 的CGRP 能顯著減少缺血再灌注損傷引發(fā)的胃黏膜水腫、出血、細(xì)胞凋亡、黏膜分離和炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)[24-25]。在局灶性腦缺血再灌注誘導(dǎo)的胃黏膜損傷模型中也有類似的結(jié)果。CGRP 主要通過(guò)促進(jìn)生長(zhǎng)抑素表達(dá)的上調(diào)和胃泌素表達(dá)的下調(diào)來(lái)改善局部?jī)?nèi)環(huán)境，對(duì)缺血再灌注誘導(dǎo)的胃黏膜損傷發(fā)揮保護(hù)作用[26]。

在其他研究中，CGRP8-37 的全身給藥加劇了吲哚美辛或乙醇誘導(dǎo)的黏膜損傷[27]，表明內(nèi)源性CGRP對(duì)胃黏膜防御至關(guān)重要。在存在NOS 抑制劑亞硝基左旋精氨酸甲酯的情況下，CGRP 的胃保護(hù)作用明顯減弱。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，CGRP 能夠通過(guò)減少主要內(nèi)源性NOS 抑制劑（不對(duì)稱二聚體γ-精氨酸）來(lái)增加NO[28]。NO 是一種重要的胃黏膜保護(hù)因子，具有擴(kuò)張血管、調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答、調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)釋放等作用[29]。因此，CGRP/NO 途徑可能成為CGRP 對(duì)胃黏膜有益作用的另一個(gè)機(jī)制。

CGRP 基因敲除模型進(jìn)一步證實(shí)了CGRP 在維持胃黏膜完整性和增強(qiáng)潰瘍愈合中的重要作用。研究表明，在CGRP 敲除小鼠中，完全不存在由胃先前暴露于輕度刺激物誘導(dǎo)的適應(yīng)性CGRP 介導(dǎo)的胃腸保護(hù)作用[30]。辣椒素去神經(jīng)支配，導(dǎo)致傳入神經(jīng)末梢釋放CGRP 削弱，加重了浸水-束縛應(yīng)激引發(fā)的胃黏膜損傷[5]。這些報(bào)告提供趨同的證據(jù)，即CGRP 對(duì)胃黏膜完整性和防御有益。實(shí)際上許多肽（例如肽YY、腎上腺髓質(zhì)素、胰島淀粉樣多肽、胰高血糖素樣肽等）可能都是通過(guò)CGRP 釋放增加的共同機(jī)制提供針對(duì)乙醇誘導(dǎo)損傷的胃保護(hù)[31]。

4 總結(jié)

CGRP 不僅能抑制胃酸分泌，調(diào)節(jié)胃腸運(yùn)動(dòng)，還能通過(guò)舒張血管和抗炎、抗凋亡等機(jī)制來(lái)修復(fù)應(yīng)激性胃損傷。CGRP 的分泌增加能調(diào)節(jié)腸胃蠕動(dòng)，有效保護(hù)胃黏膜防御刺激物。從辣椒素到合成的辣椒素酯，尋找胃腸道疾病的治療策略方面在刺激內(nèi)源性CGRP釋放的基礎(chǔ)上取得了很大的進(jìn)展。神經(jīng)元和免疫細(xì)胞的雙向調(diào)節(jié)作用協(xié)調(diào)宿主對(duì)病原體入侵的機(jī)制，也為我們提供了新的思考方向。然而，辣椒素在自然水環(huán)境中很容易分散，半衰期短，可迅速在血液中被清除。因此，提高辣椒素的穩(wěn)定性或?qū)ふ液线m的類似物是未來(lái)研究中的主要任務(wù)。使用CGRP 治療的另一個(gè)難題是，作為一種多肽，CGRP 口服利用度低，難以從大量相似的內(nèi)源性分子中鑒定出來(lái)進(jìn)行量化。此外，CGRP治療在給藥和代謝方面還面臨很多挑戰(zhàn)。