錢晨曦，董 杰，王曉紅

空軍軍醫(yī)大學(xué)唐都醫(yī)院 婦產(chǎn)科生殖醫(yī)學(xué)中心，陜西西安 710038

Kisspeptin是由KISS1基因編碼的多肽。1996年，Lee等[1]從黑色素瘤細(xì)胞系中分離出一種新的cDNA，因其被發(fā)現(xiàn)于美國賓夕法尼亞州著名的巧克力“好時之吻”的故鄉(xiāng)，故將其命名為KISS1。且因其具有抑制腫瘤細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移的功能，被認(rèn)為是一種新的人類惡性黑色素瘤轉(zhuǎn)移抑制因子。隨后的研究發(fā)現(xiàn)，Kisspeptin及其受體KISS1R在外周組織尤其是與生殖和代謝相關(guān)的組織如卵巢、子宮、胎盤、睪丸、脂肪組織、胰腺和肝中也有分布[2]。2001年，Ohtaki等[3]驗(yàn)證了KISS1基因可以編碼包含145個氨基酸殘基的肽鏈，此為Kisspeptin蛋白前體；該肽鏈在體內(nèi)經(jīng)過弗林蛋白酶水解后，可以形成包含Arg-Phe-NH2相同序列的C端區(qū)域的總長度不等的肽段，研究者依據(jù)肽段長短將其命名為KP-10、KP-13、KP-14、KP-54(在嚙齒動物中為KP-52)，并統(tǒng)稱為Kisspeptin。進(jìn)一步研究顯示，Kisspeptin主要通過與其受體KISS1R結(jié)合后發(fā)揮功能[3]。KISS1R又稱GPR54，是一種7次跨膜的G蛋白偶聯(lián)受體，由α、β、γ三個亞基組成[4]。Kisspeptin與KISS1R結(jié)合后，激活效應(yīng)蛋白磷脂酶C，被激活的磷脂酶C水解磷脂酰肌醇二磷酸產(chǎn)生兩個第二信使——三磷酸肌醇(inositol triphosphate，IP3)和二酰甘油(diacylglycerol，DAG)，IP3擴(kuò)散到胞質(zhì)內(nèi)，觸發(fā)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的Ca2+外流，增加胞內(nèi)Ca2+濃度，而膜相關(guān)的DAG則引起蛋白激酶C(protein kinase C，PKC)活化，下游PKC通過MAPK信號通路發(fā)揮抑制細(xì)胞侵襲、遷移、增殖，抑制血管生成，促進(jìn)細(xì)胞凋亡和調(diào)節(jié)生殖內(nèi)分泌等功能[5]。隨著對Kisspeptin的深入研究，研究者發(fā)現(xiàn)其不僅在腫瘤增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移中發(fā)揮抑制作用，在生殖系統(tǒng)中也同樣發(fā)揮重要作用[6]。研究發(fā)現(xiàn)，在下丘腦的前腹側(cè)室周核和弓狀核兩個區(qū)域存在分泌Kisspeptin蛋白的神經(jīng)元，被稱之為Kisspeptin神經(jīng)元[7]。中樞神經(jīng)系統(tǒng)中Kisspeptin神經(jīng)元分泌的Kisspeptin蛋白與促性腺激素釋放激素(gonadotropin-releasing hormone，GnRH)神經(jīng)元中的KISS1R結(jié)合，調(diào)節(jié)GnRH的分泌，從而發(fā)揮對下丘腦-垂體-性腺軸的調(diào)節(jié)作用[8]。此外，Kisspeptin還可以通過外周生殖器官或組織調(diào)節(jié)生殖功能。本文主要就Kisspeptin/KISS1R在卵巢、子宮及胎盤中的表達(dá)情況以及其對生殖相關(guān)器官的功能調(diào)節(jié)作用進(jìn)行綜述。

1 Kisspeptin/KISS1R在卵巢組織中的定位及功能

自2004年，Terao等[9]首次在大鼠卵巢中發(fā)現(xiàn)了KISS1 mRNA的表達(dá)，隨后研究發(fā)現(xiàn)，在非人靈長類動物和人類的卵巢組織中均有KISS1和KISS1R的表達(dá)[4,10]。在人卵巢組織的研究中發(fā)現(xiàn)，卵巢組織中的黃體、壁顆粒細(xì)胞、顆粒細(xì)胞、卵泡膜細(xì)胞、卵母細(xì)胞、間質(zhì)細(xì)胞和上皮細(xì)胞中有Kisspeptin和KISS1R的表達(dá)，其中顆粒細(xì)胞中KISS1 mRNA表達(dá)顯著高于黃體、間質(zhì)細(xì)胞和上皮細(xì)胞等[11-12]。提示顆粒細(xì)胞可能是卵巢Kisspeptin的主要合成部位之一。研究還發(fā)現(xiàn)大鼠卵巢中KISS1 mRNA水平與性成熟息息相關(guān)。未到發(fā)情期的大鼠卵巢組織中的KISS1 mRNA表達(dá)量極低，并會在促性腺激素作用下明顯增高，而阻斷排卵前促性腺激素的增加則會抑制KISS1 mRNA的表達(dá)[13]。發(fā)情期西伯利亞倉鼠卵巢中的Kisspeptin在卵泡細(xì)胞和黃體細(xì)胞中也同樣呈現(xiàn)高表達(dá)狀態(tài)[14]，提示Kisspeptin可能在下丘腦外水平發(fā)揮局部功能，調(diào)節(jié)卵泡發(fā)生。

卵巢組織中的Kisspeptin和KISS1R的表達(dá)定位與其功能息息相關(guān)。卵巢中的Kisspeptin主要作用如下。1)調(diào)節(jié)卵巢和卵泡發(fā)育：在基因敲除的小鼠模型中發(fā)現(xiàn)KISS1-/-和KISS1R-/-小鼠卵巢重量和體積均明顯小于野生型小鼠，且表現(xiàn)為竇前卵泡持續(xù)降低和閉鎖卵泡的增加[15-16]。在向大鼠卵巢中注入低劑量的Kisspeptin后發(fā)現(xiàn)，大鼠卵巢的腔卵泡數(shù)量減少，但排卵前卵泡和黃體數(shù)量增加[17]。2)促進(jìn)卵母細(xì)胞成熟：Fabová和Sirotkin[18]體外培養(yǎng)豬卵巢顆粒細(xì)胞時添加Kisspeptin發(fā)現(xiàn)，低劑量Kisspeptin可促進(jìn)卵母細(xì)胞增殖、抑制凋亡，從而增加細(xì)胞活力、促進(jìn)卵泡的生長發(fā)育，而高劑量Kisspeptin會抑制卵巢功能。一方面，Kisspeptin可能通過促進(jìn)卵母細(xì)胞中關(guān)鍵生長因子GDF9和BMP15的分泌(這兩種蛋白參與卵泡生成、排卵、黃體化和卵母細(xì)胞的成熟)，提高豬卵母細(xì)胞成熟度、囊胚形成率、囊胚孵化率和囊胚總細(xì)胞數(shù)等[19-21]；另一方面，Kisspeptin上調(diào)了卵母細(xì)胞中c-MOS表達(dá)，該分子可促進(jìn)卵母細(xì)胞減數(shù)分裂過程，參與紡錘體和染色體的正常形成。3)調(diào)節(jié)排卵和卵巢類固醇激素的合成：排卵前的LH峰對順利排卵至關(guān)重要，LH峰主要通過誘導(dǎo)環(huán)氧化酶-2(COX-2)和前列腺素的產(chǎn)生在排卵中起關(guān)鍵作用。研究發(fā)現(xiàn)，使用COX-2抑制劑可顯著抑制大鼠卵巢中KISS1 mRNA的表達(dá)，降低大鼠的排卵效率，提示KISS1可能是COX-2的下游靶點(diǎn)，從而參與機(jī)體的正常排卵過程[22]。此外，研究發(fā)現(xiàn)卵母細(xì)胞合成的Kisspeptin可通過作用于顆粒細(xì)胞中的KISS1R，刺激顆粒細(xì)胞中KISS1的表達(dá)，導(dǎo)致顆粒細(xì)胞生長和孕酮的產(chǎn)生增加[23]。體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)也證明，Kisspeptin可促進(jìn)顆粒細(xì)胞中的孕酮分泌[24]，促進(jìn)顆粒細(xì)胞的黃體化進(jìn)程[25]。

2 Kisspeptin/KISS1R在子宮中的定位及功能

子宮作為孕育胎兒的場所，受到雌激素、孕激素等多種激素、蛋白和細(xì)胞因子的調(diào)節(jié)，其結(jié)構(gòu)、功能與妊娠結(jié)局直接相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞在增殖期和分泌早期幾乎不表達(dá)Kisspeptin和KISS1R，但在分泌晚期Kisspeptin在子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞中明顯表達(dá)[26]。隨著子宮內(nèi)膜的蛻膜化，子宮內(nèi)膜中的KISS1和KISS1R mRNA表達(dá)水平顯著增加，而抑制KISS1的表達(dá)會顯著降低子宮基質(zhì)細(xì)胞中蛻膜化標(biāo)志物的產(chǎn)生，這表明Kisspeptin/KISS1R可能在子宮內(nèi)膜的蛻膜化中發(fā)揮重要作用[27]。但其具體機(jī)制尚不清楚。在Kiss1敲除突變小鼠中發(fā)現(xiàn)，KISS1-/-小鼠子宮腺體中一種與蛻膜化和胚胎著床密切相關(guān)的細(xì)胞因子——白血病抑制因子(leukemia inhibitory factor，LIF)表達(dá)降低，表明子宮Kisspeptin可能通過促進(jìn)LIF的表達(dá)來調(diào)節(jié)小鼠子宮內(nèi)膜蛻膜化和胚胎著床[28]。此外，León等[29]的研究發(fā)現(xiàn)，敲除小鼠的KISS1或KISS1R基因，可以導(dǎo)致成年雌鼠的子宮發(fā)育不良、腺體減少。而在恢復(fù)雌激素(E2)水平后，小鼠子宮的生長發(fā)育可以得到部分恢復(fù)，但子宮內(nèi)膜腺體仍表現(xiàn)為缺失，說明內(nèi)膜腺體的發(fā)育主要依賴于子宮的Kisspeptin/KISS1R，而不是E2水平[29]。以上研究證明Kisspeptin/KISS1R在子宮生長、發(fā)育以及子宮內(nèi)膜蛻膜化過程中發(fā)揮重要作用。

女性不育的一個重要原因就是胚胎植入失敗。研究發(fā)現(xiàn)，Kisspeptin在胚胎著床調(diào)節(jié)和妊娠維持等方面同樣發(fā)揮重要作用。來自Rehman實(shí)驗(yàn)室的兩項(xiàng)研究數(shù)據(jù)顯示，不明原因不孕女性患者接受單精子胞質(zhì)內(nèi)注射(intracytoplasmic sperm injection，ICSI)助孕治療后，血清Kisspeptin水平低與胚胎植入失敗相關(guān)[30-31]。一項(xiàng)研究結(jié)果顯示，與男性因素導(dǎo)致的不孕不育相比，不明原因女性不孕患者血清Kisspeptin水平明顯降低，且血清Kisspeptin水平與子宮內(nèi)膜厚度呈正相關(guān)[30]。提示Kisspeptin可能通過參與調(diào)節(jié)子宮內(nèi)膜的生長來改善子宮內(nèi)膜條件，調(diào)節(jié)胚胎植入，從而影響妊娠結(jié)局。另一項(xiàng)橫斷面研究發(fā)現(xiàn)，HCG日血清Kisspeptin水平與ICSI后的妊娠結(jié)局息息相關(guān)，臨床妊娠成功的患者血清Kisspeptin水平顯著升高[31]。以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果均提示，Kisspeptin對正常妊娠的維持起到至關(guān)重要的作用。然而，女性懷孕后血液循環(huán)中的Kisspeptin來自子宮還是胎盤目前尚無定論。

3 Kisspeptin/KISS1R在胎盤中的定位及功能

早在1996年，Lee等[1]就在人胎盤組織中發(fā)現(xiàn)了KISS1 mRNA的大量表達(dá)。此后，Horikoshi等[32]發(fā)現(xiàn)，與未懷孕的女性相比，妊娠女性外周血Kisspeptin水平顯著增加，在妊娠早期和晚期升高900～7 000倍，這提示Kisspeptin可能大部分來自胎盤的分泌，也表明Kisspeptin在胚胎著床到胎兒分娩的生殖過程中發(fā)揮重要的生理作用。KISS1和KISS1R基因在人胎盤中主要由滋養(yǎng)細(xì)胞亞群表達(dá)，包括絨毛合胞體滋養(yǎng)層(villus syneytiotrophoblast，vST)、絨毛細(xì)胞滋養(yǎng)層(villus cytotrophoblast，vCT)、蛻 膜 等[33]；且KISS1和KISS1R的表達(dá)量隨著胎盤的成熟而逐漸減少[34]。在人類妊娠早期，KISS1基因主要在vCT中表達(dá)，隨著胎盤的成熟，在vST和胎盤床中同樣可以檢測到KISS1的表達(dá)[35]。同樣，在大鼠胎盤中，Kisspeptin和KISS1R主要在滋養(yǎng)層巨細(xì)胞(類似于人類的vCT)中表達(dá)，并隨著胎盤的成熟而逐漸減少[36]。

早期胎盤、葡萄胎中檢測到高水平的KISS1 mRNA及Kisspeptin，而絨毛膜癌細(xì)胞中Kisspeptin水平降低，提示Kisspeptin在調(diào)控絨毛外滋養(yǎng)細(xì)胞的侵襲和遷移中發(fā)揮作用[37]。Kisspeptin可能通過多種機(jī)制調(diào)節(jié)胎盤滋養(yǎng)層的遷移和侵襲[38]。一方面，胎盤中的Kisspeptin可能通過誘導(dǎo)ERK1/2磷酸化，并以劑量依賴的方式降低MMP-2的活性，從而導(dǎo)致滋養(yǎng)層遷移的減弱[39]；另一方面，Kisspeptin在刺激ERK1/2的磷酸化后，會進(jìn)一步導(dǎo)致p90RSK的激活，而p90RSK又通過Ser9磷酸化抑制GSK3β。GSK3β的失活導(dǎo)致β連環(huán)素釋放到細(xì)胞質(zhì)中，影響細(xì)胞與細(xì)胞間的黏附和FAK的磷酸化，反饋性通過RAS/Raf-1增加ERK1/2的磷酸化，形成一個正向回路，增強(qiáng)對滋養(yǎng)細(xì)胞遷移的抑制作用[40]。

4 結(jié)語

綜上所述，Kisspeptin既可以通過下丘腦-垂體-性腺軸這一經(jīng)典中樞通路調(diào)節(jié)女性生殖內(nèi)分泌功能，還可以通過局部調(diào)控生殖相關(guān)器官(卵巢、子宮及胎盤)的功能系統(tǒng)性地參與卵巢功能、卵泡發(fā)育、胚胎著床和胎盤形成等的調(diào)節(jié)。Kisspeptin蛋白在體內(nèi)主要以不同大小肽段發(fā)揮作用，每種多肽的具體功能有無異同及其體內(nèi)分布比例尚需更加具體深入的研究。此外，由于Kisspeptin蛋白在體內(nèi)半衰期短，其應(yīng)用于臨床治療的道路仍比較漫長。

利益沖突：所有作者均不存在利益沖突。