彭喬，桂文武

1996年學(xué)者們[1]第一次在人類惡性黑色素瘤雜交體系中發(fā)現(xiàn)了一種新的互補(bǔ)DNA[complementary DNA，CDNA(cDNA)]:KISS1，位于1區(qū)染色體q32～ q41[2]，編碼后生成含145個氨基酸的多肽Kisspeptin。該多肽可被蛋白酶水解為4類具有生物活性的短肽：Kisspeptin 54、Kisspeptin 14、Kisspeptin 13、Kisspeptin 10。以上短肽C 端均具有 Arg-Phe-NH 2結(jié)構(gòu)，是與其受體KISS-1 receptor(G 蛋白偶聯(lián)受體，以下簡稱KISS1R)結(jié)合的保守位點(diǎn)，二者結(jié)合后將形成含7個α 螺旋的疏水性跨膜區(qū)域，激活磷脂酶C引起胞內(nèi)鈣離子濃度增加，激活細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases，ERK)信號通路[3]。

KISS1基因及其受體KISS1R廣泛分布于全身多組織器官，不僅可表達(dá)于中樞神經(jīng)系統(tǒng)如下丘腦的前腹側(cè)室周核(anteroventral periventricular,AVPV)及弓狀核(arcuate nucleus，ARC)[4]；在外周組織器官，如胰腺、性腺等也有一定表達(dá)[5]。近年來， Kisspeptin/KISS1R系統(tǒng)在女性下丘腦-垂體-卵巢(hypothalamic-pituitary-ovary,HPO)軸中的調(diào)控作用不斷得到證實(shí)，指出其與促性腺激素釋放激素(gonadotrophin releasing hormone，GnRH)的表達(dá)密切相關(guān)[6]。下丘腦中合成分泌GnRH的神經(jīng)元，大約有90%中存在KISS1R mRNA的表達(dá),且Kisspeptin對GnRH的分泌促進(jìn)呈一定劑量的依賴性[7]。此外，Kisspeptin/KISS1R系統(tǒng)除了可以刺激HPO軸調(diào)控女性生殖內(nèi)分泌、卵巢及子宮上的 Kisspeptin/KISS1R系統(tǒng)更是直接在妊娠過程中發(fā)揮了重要調(diào)節(jié)作用。在這篇綜述中，我們重點(diǎn)研究了Kisspeptin及其受體KISS1R在生殖系統(tǒng)(包括中樞HPO軸卵巢、子宮、胎盤)中的表達(dá)和調(diào)控，并強(qiáng)調(diào)了Kisspeptin/KISS1R在輔助生殖領(lǐng)域中的潛在應(yīng)用價值。

1 Kisspeptin/KISS1R系統(tǒng)與女性周期性生殖內(nèi)分泌調(diào)節(jié)

1.1 調(diào)控生殖內(nèi)分泌軸活動

Kisspeptin是一類信號傳導(dǎo)神經(jīng)肽，與其受體KISS1R結(jié)合后形成一種7次跨膜G蛋白偶聯(lián)受體，通過激活磷脂酶C發(fā)揮細(xì)胞間信號轉(zhuǎn)導(dǎo)功能[8]。作為過去10年生殖內(nèi)分泌領(lǐng)域的重大研究熱點(diǎn)，Kisspeptin/KISS1R被證實(shí)在哺乳動物青春期啟動和中樞性生殖內(nèi)分泌調(diào)節(jié)中起著基礎(chǔ)性作用[9-10]。Kisspeptin由下丘腦上第三腦室吻側(cè)室周核(the rostral periventricular region of the third ventricle ，RP3V)和ARC產(chǎn)生[11]，通過神經(jīng)元投射及KISS1R作用，激活下丘腦GnRH神經(jīng)元，刺激GnRH分泌[11-12]。GnRH作為控制生殖的主要神經(jīng)激素，Kisspeptin是其最主要的調(diào)節(jié)因子之一，這一觀點(diǎn)已得到學(xué)術(shù)界廣泛認(rèn)同[13]。下丘腦作為內(nèi)分泌的開關(guān)和中央樞紐，其低頻GnRH脈沖的出現(xiàn)是青春期啟動的最早信號[14]。Kisspeptin/KISS1R系統(tǒng)作為HPO軸的上游刺激因子，是青春期啟動和發(fā)展的關(guān)鍵,對生殖神經(jīng)內(nèi)分泌的重要作用不言而喻。2016年Maggi等[15]的一項研究證實(shí)，KISS-1表達(dá)生成的Kisspeptin與下丘腦GnRH神經(jīng)元結(jié)合，影響GnRH激素的釋放。進(jìn)一步探究則發(fā)現(xiàn)Kisspeptin刺激促性腺激素釋放的作用依賴于GnRH的分泌，Kisspeptin是GnRH活化的標(biāo)志，增強(qiáng)了GnRH的表達(dá)[16]。雖然Kisspeptin對HPO軸有直接調(diào)控作用，但同時有研究指出，HPO軸部分負(fù)反饋調(diào)節(jié)和激素水平的反應(yīng)僅用Kisspeptin/KISS1R系統(tǒng)尚不能得以完全解釋，可能還依賴于其他某些關(guān)鍵中樞[17]。Kisspeptin/KISS1R是否與其他中樞之間存在更為復(fù)雜的協(xié)同作用，這需要學(xué)者們進(jìn)一步探索。

1.2 促卵泡成熟及誘導(dǎo)排卵

GnRH的釋放刺激促性腺激素[卵泡刺激素(follicular stimulating hormone,FSH)及黃體生成素(luteinizing hormone,LH)]的分泌，調(diào)控了卵泡成熟和排卵過程[18-19]。下丘腦上多處核團(tuán)存在KISS1基因及其受體的表達(dá)[20-21]。學(xué)者們首先使用了大量動物模型來探究Kisspeptin對月經(jīng)周期卵泡的影響。Matsui等[22]和Sebert等[23]曾分別觀察了青春期前雌性大鼠和發(fā)情期母羊，通過Kisspeptin處理后，誘導(dǎo)二者出現(xiàn)了排卵前LH激增，并成功誘發(fā)排卵。Sebert等[23]還發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)LH激增的母羊血漿內(nèi)，其雌二醇(estradiol，E2)濃度較無LH激增的母羊高。研究發(fā)現(xiàn)，下丘腦不同核團(tuán)的KISS1神經(jīng)元作用不一[24]。位于下丘腦AVPV的KISS1神經(jīng)元參與E2正反饋調(diào)節(jié)，促進(jìn)GnRH 分泌；位于ARC的KISS1神經(jīng)元則參與調(diào)控GnRH的基礎(chǔ)性脈沖式釋放。除中樞外，卵巢上的Kisspeptin/KISS1R也直接參與了這一過程，并且在調(diào)節(jié)孕激素分泌的同時而不影響雌激素的產(chǎn)生[25-26]。而后Jayasen等[25]皮下注射Kisspeptin-54對女性患者進(jìn)行促排卵治療，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：① 注射后卵子成熟率增加，并且隨著Kisspeptin劑量增加，成熟卵子的絕對數(shù)也增加；② 注射Kisspeptin后12 h內(nèi)，LH及孕酮(progesterone，P)出現(xiàn)了激增，并且最終獲得了較好的生化妊娠率和臨床妊娠率,活產(chǎn)率達(dá)到83.8%。可以得出，Kisspeptin是GnRH依賴的LH分泌的有力刺激因子，且Kisspeptin有望運(yùn)用于輔助生殖技術(shù)(assisted reproductive technology，ART)提高獲卵率和受孕成功率[27-28]。但關(guān)于這方面的人類研究樣本量較少，Kisspeptin是否比傳統(tǒng)藥物更貼合生理過程、更高效，還需要進(jìn)一步的研究佐證。

2 Kisspeptin/KISS1R系統(tǒng)與妊娠

2.1 維持妊娠

良好的滋養(yǎng)層細(xì)胞浸潤是成功妊娠的前提，研究表明，在人體外周組織中，KISS1和KISS1R在胎盤滋養(yǎng)層細(xì)胞中表達(dá)最高,對胚胎的植入和內(nèi)膜蛻膜化具有重要調(diào)節(jié)作用[29]。用Kisspeptin處理動物黃體細(xì)胞(如大鼠、青海牦牛)后，可直接促進(jìn)P分泌，顯著增加P濃度[30-31]，P在孕早期黃體功能的支持、妊娠維持等方面具有重要作用。同時有證據(jù)證實(shí)孕婦妊娠期血清中Kisspeptin水平隨孕周的增加而逐漸升高，直至足月[25]。前期研究發(fā)現(xiàn)，孕婦早期妊娠胎盤和足月妊娠胎盤中KISS1 mRNA水平無顯著差異[32]。有趣的是，另有兩項獨(dú)立研究表明，血漿Kisspeptin-54水平(采用western blotting和免疫組織化學(xué)方法)在早期妊娠中顯著增高[33-34]，這說明胎盤中的KISS1表達(dá)水平不一定反映血漿Kisspeptin水平。這可能源于胎盤質(zhì)量和滋養(yǎng)層細(xì)胞數(shù)的增加，使外周循環(huán)Kisspeptin濃度增加；同時由于各試驗(yàn)樣品處理時間和采集方法不同，影響了Kisspeptin測定值。未來的研究還需要進(jìn)一步探究解決血漿Kisspeptin水平和胎盤KISS1表達(dá)之間似乎不一致的問題。

2.2 預(yù)測妊娠結(jié)局

流產(chǎn)是妊娠早期最常見的并發(fā)癥，發(fā)生率約為20%[35]。由于流產(chǎn)常是不可逆轉(zhuǎn)的，預(yù)防可能是干預(yù)的唯一辦法。越來越多的證據(jù)表明，血漿或血清Kisspeptin (Kisspeptin-10或Kisspeptin-54)水平在鑒別確診流產(chǎn)方面或許具有更高的準(zhǔn)確性[36]。2016年，寇連翠等[30]在自然流產(chǎn)大鼠模型中發(fā)現(xiàn)，流產(chǎn)組大鼠黃體表達(dá)的Kisspeptin/KISS1R陽性細(xì)胞數(shù)明顯減少，分泌E2、P的功能明顯減弱,這一現(xiàn)象在人類復(fù)發(fā)性流產(chǎn)組中得到類似證實(shí)[37-38]。賓西法利亞大學(xué)一項病例對照研究顯示[36](圖1，附文尾)，血漿Kisspeptin水平對流產(chǎn)有較高的診斷價值[Kisspeptin的ROC曲線下面積：0.899±0.025,人絨毛膜促性腺激素(human chorionic gonadotropin，hCG):0.775±0.040]。為避免過度保胎治療，尋找一種早期評估妊娠結(jié)局的高準(zhǔn)確性的臨床指標(biāo)顯得尤為重要。以上數(shù)據(jù)強(qiáng)烈表明，血漿中Kisspeptin水平可以被認(rèn)為是早期妊娠存活率的一個新的生物標(biāo)志物。

另外，由于Kisspeptin與胎盤滋養(yǎng)層細(xì)胞的浸潤相關(guān)，妊娠期外周血 Kisspeptin水平的減少與孕中后期相關(guān)并發(fā)癥，如胎兒生長受限、子癇前期(preeclampsia，PE)存在一定相關(guān)性[3]。PE是妊娠期特有的一類高血壓疾病，指妊娠20周后首次出現(xiàn)高血壓和蛋白尿，伴或不伴有水腫與高尿酸血癥，導(dǎo)致母體及胎兒圍產(chǎn)期出現(xiàn)不良結(jié)局的風(fēng)險增高[39]。2006年，F(xiàn)arina等[40]報道了他們的研究，即通過檢測正常和PE孕婦血液中7個游離基因的mRNA水平，嘗試找出預(yù)測PE的生物標(biāo)志物，首次納入了KISS1。結(jié)果發(fā)現(xiàn)PE患者中KISS1表達(dá)水平低于對照組，但該研究中PE患者樣本量較小(僅6例)。隨后另有兩項獨(dú)立試驗(yàn)回顧性測定了后期被診斷為PE患者妊娠早期的血清Kisspeptin水平，發(fā)現(xiàn)孕11～14周或孕16～20周的Kisspeptin水平明顯低于同期正常妊娠組[34]。Farina等[40]在PE患者體內(nèi)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，血漿Kisspeptin (Kisspeptin-10)水平與24 h蛋白尿(r=-0.299,P<0.01)及平均動脈壓(r=-0.316,P<0.01)呈負(fù)相關(guān)，提示血漿Kisspeptin (Kisspeptin-10)水平與該病嚴(yán)重程度密切相關(guān)。一直以來，妊娠期高血壓疾病都是產(chǎn)科醫(yī)生面臨的嚴(yán)峻考驗(yàn)， 2014年柳葉刀上發(fā)表的一篇WHO孕產(chǎn)婦死亡原因的系統(tǒng)回顧中指出：PE死亡率可達(dá)到10%～15%[41]。故有專家建議將Kisspeptin作為臨床預(yù)測和診斷PE的常規(guī)生物標(biāo)志物[42]。但由于目前市面上缺乏統(tǒng)一的測定試劑和測定工具，并且缺乏大樣本來證實(shí)其精確性和安全性，血漿Kisspeptin水平是否可大量用于母親和胎兒或新生兒健康狀況的診斷和預(yù)測，還需要進(jìn)一步研究確定。

3 Kisspeptin/KISS1R系統(tǒng)與輔助生殖技術(shù)

3.1 調(diào)控胚胎著床

胚胎成功著床是ART助孕的頭道關(guān)卡[43]。胚胎著床是指囊胚附著在子宮上皮并在一定程度上侵入底層基質(zhì)細(xì)胞的特異性過程[44]，它受到性腺和激素水平的高度調(diào)控，只有在胚胎達(dá)到囊胚期和子宮達(dá)到最佳容受期時才會發(fā)生[45]。女性不孕的一個主要原因是反復(fù)胚胎著床失敗。而Kisspeptin/KISS1R系統(tǒng)則被證明參與了胚胎植入和蛻膜化[29]。

有研究發(fā)現(xiàn)[46]，將KISS1或KISS1R基因敲除后雌性小鼠的卵子與野生型雄性小鼠的精子結(jié)合時，受精卵在植入前發(fā)育正常。然而,孵化后的囊胚(KISS1或KISS1R雜合子)可以植入到野生型雌性小鼠子宮基質(zhì)細(xì)胞內(nèi)，在基因敲除后的雌性小鼠子宮內(nèi)卻不行，只能實(shí)現(xiàn)定位，卻沒有發(fā)現(xiàn)任何胚胎侵入滋養(yǎng)層細(xì)胞的證據(jù)，盡管二者外周血中雌孕激素水平均正常。為了支持這一發(fā)現(xiàn)，該研究組在另一試驗(yàn)中外源性補(bǔ)充Kisspeptin[47]，發(fā)現(xiàn)經(jīng)治療后，表達(dá)KISS1R的小鼠囊胚對子宮內(nèi)膜的黏附隨之增加。因此，子宮Kisspeptin/KISS1R信號系統(tǒng)的破壞可以解釋胚泡與子宮內(nèi)膜黏附不足這一現(xiàn)象。此外，KISS1和KISS1R基因缺失的雌性小鼠子宮小且薄，呈線狀，幾乎完全沒有子宮內(nèi)膜腺體[47]。后期E2分泌啟動，子宮的生長發(fā)育可以部分恢復(fù)，但不能完全挽救腺體的生成或發(fā)育，這提示腺體發(fā)育不完全依賴卵巢雌激素的分泌，但同時可能還依賴子宮上Kisspeptin/KISS1R表達(dá)。除了腺體生成減少外，挽救后的腺體，其表達(dá)Forkhead box蛋白A2(FOXA2)水平也明顯降低，據(jù)報道FOXA2可以調(diào)節(jié)子宮內(nèi)膜腺體的發(fā)育和功能[48]。對人類而言，到目前為止，缺乏直接證明子宮Kisspeptin或KISS1R表達(dá)的缺失與植入失敗相關(guān)的臨床研究。然而，最近一項來自巴基斯坦阿迦汗大學(xué)生物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室的研究顯示，在接受卵胞漿內(nèi)單精子注射(intracytoplasmic sperm injection，ICSI)的女性中，血清低Kisspeptin水平可能與植入失敗有關(guān)[49]。他們發(fā)現(xiàn)，不明原因不孕的婦女血清Kisspeptin水平明顯低于(在開始降調(diào)節(jié)方案前，月經(jīng)第2 d抽血測定)因男性因素所致不孕的婦女。并且前者ICSI后著床成功率更低。大量接受雌、孕激素調(diào)控的因子，已被證實(shí)在胚胎著床過程中發(fā)揮作用，其中就包括Kisspeptin及其受體KISS1R[50-54]。Kisspeptin/KISS1R系統(tǒng)有望成為提高ART成功率和治療反復(fù)著床失敗、復(fù)發(fā)性流產(chǎn)的新靶點(diǎn)，具有極大的研究前景。

3.2 防止卵巢過度刺激綜合征

卵巢過度刺激綜合征(ovarian hyperstimulation syndrome, OHSS)是一種嚴(yán)重的、有致死風(fēng)險的醫(yī)源性卵巢刺激并發(fā)癥，常發(fā)生在促排卵、體外受精(in vitro fertilization，IVF)等ART過程中[55]。主要表現(xiàn)為：卵巢體積顯著增大、高17-βE2濃度水平、高血管通透性(high vascular permeability，HVP)、腹水、胸腔積液、腎灌注減少、血栓并發(fā)癥，重度OHSS可導(dǎo)致患者死亡，近年來重度OHSS的發(fā)生率達(dá)0.5%～5%[56]。關(guān)于OHSS的發(fā)病機(jī)制目前仍不清楚，但可以確定的是其臨床癥狀主要來源于全身血管通透性的升高，而血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)是其中最重要的中介[57]。VEGF通過與內(nèi)皮細(xì)胞中的VEGF受體-2 (VEGFR-2)結(jié)合并磷酸化，使局部毛細(xì)血管通透性增加。此外，VEGF還是血管通透性的增敏劑，其效力比組胺強(qiáng)5 000倍[56]。多個獨(dú)立性研究發(fā)現(xiàn)，Kisspeptin/KISS1R系統(tǒng)抑制VEGF的表達(dá)[57-59]。2017年陳子江團(tuán)隊報道了一篇研究[58]，指出在人類臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞模型(human umbilical vein endothelialcells，HUVECs)中，高水平的雌激素(OHSS的特征之一)作用于雌激素受體增加了VEGF和一氧化氮水平，同時還抑制了KISS1R的表達(dá)；在高風(fēng)險OHSS患者中，黃體顆粒細(xì)胞上KISS1R mRNA受到抑制。而對OHSS大鼠外源性注射Kisspeptin-10后，大鼠卵巢和肺組織中VEGF水平下降， KISS1R的表達(dá)升高。以上3種研究模型支持了同一結(jié)論，即 Kisspeptin-10通過激活KISS1R、抑制VEGF、防止了血管通透性升高，進(jìn)而抑制了OHSS的發(fā)生。鑒于 OHSS 具有高危險性,如何預(yù)防 OHSS 的發(fā)生一直是ART研究的重點(diǎn)。部分臨床工作者選擇促性腺激素釋放激素激動劑(gonadotropin releasing hormone agonist，GnRHa)代替hCG扳機(jī)，盡可能降低OHSS發(fā)生風(fēng)險，但針對高危個體，GnRHa仍不能避免OHSS。一項來自歐洲的試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明[60]，使用 Kisspeptin-54 可以減少IVF女性 OHSS的發(fā)生，發(fā)生率僅為 0．18%～1．40%。另一個倫敦單中心回顧性隊列研究比較了對高風(fēng)險OHSS患者運(yùn)用不同扳機(jī)藥物后引起OHSS的臨床病例，發(fā)現(xiàn) Kisspeptin 組女性取卵后與hCG組、GnRHa組相比，前者發(fā)生OHSS的比例更低、癥狀更輕[61]，與前述研究結(jié)果一致?；贙isspeptin/KISS1R對生殖內(nèi)分泌的重要調(diào)控作用，以及其對OHSS發(fā)生機(jī)制上的預(yù)防，未來Kisspeptin在輔助生殖領(lǐng)域中將具有極大的運(yùn)用潛能。但目前Kisspeptin 的報道大多局限于基礎(chǔ)試驗(yàn)和動物模型，是否能安全應(yīng)用于人類，成為新的臨床治療劑，還依賴于更精確的工具設(shè)備及大數(shù)據(jù)研究。

4 討論及展望

既往研究已經(jīng)證實(shí)，Kisspeptin/KISS1R系統(tǒng)的表達(dá)與GnRH的分泌改變具有同步性[62]，GnRH神經(jīng)元表達(dá) KISS1R mRNA，Kisspeptin則通過與該神經(jīng)元表面KISS1R結(jié)合，進(jìn)而促進(jìn)GnRH 的釋放[63]；反之， Kisspeptin阻滯劑卻可抑制GnRH的分泌[9]。Kisspeptin/KISS1R系統(tǒng)在女性生長發(fā)育及月經(jīng)周期中的內(nèi)分泌作用機(jī)制已得到廣泛認(rèn)可，不僅可以促卵泡生長、提升卵泡質(zhì)量，還具有與LH相似的功能：預(yù)測排卵。該系統(tǒng)不僅可以直接調(diào)節(jié)中樞HPO軸的各個部分，在妊娠期還可以通過外周組織，如子宮、胎盤上的Kisspeptin/KISS1R信號系統(tǒng)發(fā)揮胚胎調(diào)控作用。具體而言，子宮上表達(dá)的Kisspeptin/KISS1R系統(tǒng)調(diào)節(jié)胚胎植入和蛻膜化，子宮和胎盤上的KISS1系統(tǒng)則共同調(diào)節(jié)胎盤形成和行使功能[29]。Kisspeptin/KISS1R系統(tǒng)是公認(rèn)的VEGF抑制劑，因此學(xué)者們推測Kisspeptinp/KISS1R系統(tǒng)有望應(yīng)用于ART，防止OHSS的發(fā)生。但是，當(dāng)我們嘗試開發(fā)Kisspeptin或KISS1R作為診斷或判斷妊娠期疾病預(yù)后的生物標(biāo)記物，甚至將Kisspeptin作為臨床治療用藥時，需謹(jǐn)慎行之。因?yàn)镵isspeptin、KISS1R的測定和制備目前尚缺乏可靠的實(shí)驗(yàn)工具及方法，目前報道中的研究對象主要為Kisspeptin-10和Kisspeptin-54，其他亞型的作用情況需要進(jìn)一步研究。同時為提高對Kisspeptin/KISS1R系統(tǒng)信號調(diào)控機(jī)制及其作用的了解，保證臨床使用安全性，尚需進(jìn)一步構(gòu)建和完善動物及實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀Ｈ裟茉谏鲜鰡栴}上實(shí)現(xiàn)學(xué)術(shù)突破，中樞及外周Kisspeptin/ KISS1R系統(tǒng)有望應(yīng)用于輔助生殖領(lǐng)域，成為治療女性不孕癥的新星。

圖1 不同妊娠類型下血清Kisspeptin/hCG濃度水平