李江源

(解放軍總醫(yī)院內(nèi)分泌科，北京 100853)

奇士肽神經(jīng)內(nèi)分泌網(wǎng)絡(luò)與生殖功能調(diào)控

李江源

(解放軍總醫(yī)院內(nèi)分泌科，北京 100853)

十余年前奇士肽(Kisspeptin)的發(fā)現(xiàn)已成為人類生殖功能調(diào)控的新里程碑，更新了神經(jīng)內(nèi)分泌調(diào)控生殖功能的認(rèn)識(shí)。奇士肽神經(jīng)元聯(lián)動(dòng)興奮性神經(jīng)激肽B和抑制性強(qiáng)啡肽神經(jīng)元形成KNDy網(wǎng)絡(luò)，從上游調(diào)控GnRH的脈沖分泌和下丘腦-垂體-性腺軸功能。KNDy神經(jīng)元應(yīng)答性激素的負(fù)反饋和正反饋信號(hào)、介導(dǎo)青春期啟動(dòng)和在下丘腦神經(jīng)內(nèi)分泌網(wǎng)絡(luò)反映身體能量代謝狀態(tài)方面起關(guān)鍵性作用。

奇士肽； 神經(jīng)內(nèi)分泌網(wǎng)絡(luò)； 調(diào)控； 生殖功能

(JReprodMed2017，26(2)：99-105)

人類的生殖功能始于下丘腦促性腺激素釋放激素(GnRH)的脈沖式釋放引起的青春期發(fā)育，GnRH刺激垂體前葉促性腺激素(LH和FSH)的脈沖分泌，依次促進(jìn)性腺的發(fā)育和配子(精子或卵子)生成，同時(shí)合成和分泌性激素(睪酮或雌激素和孕酮)。性激素一方面輔助配子生成，另一方面反饋調(diào)控GnRH/LH，F(xiàn)SH的分泌，以維持下丘腦-垂體-性腺軸(HPG)功能的平衡和正常的生殖功能。早年的研究已發(fā)現(xiàn)下丘腦GnRH神經(jīng)元既無雌激素受體(ERα)，也無雄激素受體(AR)，因而在GnRH神經(jīng)元的上游必定還有介導(dǎo)性激素反饋調(diào)控的神經(jīng)內(nèi)分泌網(wǎng)絡(luò)。近10余年來奇士肽的發(fā)現(xiàn)及其生理功能的研究，增進(jìn)了對(duì)HPG軸功能調(diào)控的了解。奇士肽是下丘腦KiSS1基因編碼的肽類激素，與下丘腦分泌的神經(jīng)激肽B(NKB)和強(qiáng)啡肽(DYN)共同組成KNDy神經(jīng)內(nèi)分泌網(wǎng)絡(luò)，調(diào)控GnRH的脈沖式釋放。

一、奇士肽的發(fā)現(xiàn)

1999年，Lee等[1]在比較轉(zhuǎn)移性黑色素瘤細(xì)胞(C8161)和非轉(zhuǎn)移性黑色素瘤細(xì)胞(neo6/C8161)cDNA時(shí)，分離出一個(gè)新的基因，由于是在美國(guó)賓夕法尼亞Hershey城發(fā)現(xiàn)的，當(dāng)?shù)匾詋isses巧克力聞名于世，新基因被命名為KiSS1。KiSS1 mRNA只在非轉(zhuǎn)移黑色素瘤細(xì)胞表達(dá)，將KiSS1 cDNA轉(zhuǎn)染至轉(zhuǎn)移性C8161黑色素瘤細(xì)胞可以抑制腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。因而KiSS1當(dāng)時(shí)被定義為轉(zhuǎn)移抑制基因，稱為“metastin”。KiSS1基因定位于常染色體1q32，含4個(gè)外顯子，編碼一個(gè)145個(gè)氨基酸(AA)的前體肽(prepro-kisspeptin)，前體肽中的54個(gè)AA多肽(KP-54)是奇士肽的功能部分，KP-54可進(jìn)一步被裂解為KP-14，KP-13和KP-10，其C-端具有相同的Arg-Phe-NH2主體結(jié)構(gòu)，并都有激活G蛋白偶聯(lián)受體54(GPR54)的功能[2]。GPR54是1999年首先在大鼠的腦組織克隆的一個(gè)孤兒受體，2年后發(fā)現(xiàn)在人大腦、垂體和胎盤有表達(dá)，并證明其配體是奇士肽，又稱為KiSS1R[3]。2003年de Roux等[4]報(bào)告一個(gè)近親婚配家系，8個(gè)子女中，4例男性和1例女性均為先天性低促性腺激素性性腺功能減退癥(HH)，基因測(cè)序顯示GPR54第4和第5外顯子有大段缺失，首次揭示了KiSS1/KiSS1R有調(diào)控下丘腦GnRH分泌的功能。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明，GPR54基因敲除小鼠性腺發(fā)育不良，促性腺激素和性激素水平降低；而GPR54突變轉(zhuǎn)基因小鼠無青春期發(fā)育，促性腺激素和性激素水平低下[5]。

二、奇士肽神經(jīng)內(nèi)分泌網(wǎng)絡(luò)

在小鼠下丘腦弓狀核(ARC)，約92%的KiSS1神經(jīng)元表達(dá)DYN，在第III腦室前腹側(cè)室周核(AVPV)的KiSS1神經(jīng)元33%表達(dá)DYN。ERα基因敲除(KO)小鼠切除卵巢(OVX)后，ARC區(qū)的DYN mRNA表達(dá)增多，皮下植入E2則表達(dá)下降約80%。ARC的KiSS1神經(jīng)元約20%表達(dá)DYN受體(KOR)mRNA，受體表達(dá)水平低可能與探針的設(shè)計(jì)有關(guān)，E2抑制KOR的表達(dá)。在OVX小鼠ARC，約90%的KiSS1神經(jīng)元表達(dá)NKB mRNA，96%表達(dá)NKB受體(NK3R)，而在AVPV區(qū)NKB mRNA的表達(dá)只有10%，E2抑制二者的表達(dá)。OVX.DYNKO小鼠和OVX.KORKO小鼠的血清LH水平分別只有野生型小鼠水平的37%和53%。此外，OVX小鼠給予KOR或NK3R激動(dòng)劑顯著抑制血清LH水平[6]。Burke等[7]發(fā)現(xiàn)大鼠ARC內(nèi)KNDy神經(jīng)元的軸突形成軸突叢，并進(jìn)入正中隆突(ME)，軸突中含有奇士肽、NKB和DYN三種肽。以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明下丘腦GnRH神經(jīng)元上游存在一個(gè)應(yīng)答性激素反饋?zhàn)饔玫腒NDy神經(jīng)內(nèi)分泌網(wǎng)絡(luò)。大鼠的奇士肽神經(jīng)元主要分布于ARC和AVPV，少數(shù)分布在視前區(qū)(POA)。大鼠AVPV區(qū)的奇士肽神經(jīng)元有性別二態(tài)性，雌鼠神經(jīng)元數(shù)量多，雄鼠少。新生雄鼠去勢(shì)后AVPV區(qū)的奇士肽神經(jīng)元的數(shù)量增多，因而性別二態(tài)性的原因是新生兒期暴露于雄激素，這一現(xiàn)象稱為雄性個(gè)體的去女性化，去女性化現(xiàn)象反映兩性奇士肽對(duì)性激素反饋調(diào)控的反應(yīng)不同，ARC沒有性別二態(tài)性[7]。

人尸檢下丘腦標(biāo)本免疫組化研究發(fā)現(xiàn)，奇士肽神經(jīng)元主要位于漏斗核(相當(dāng)于大鼠的弓狀核)，在第III腦室腹側(cè)形成室周細(xì)胞團(tuán)(大細(xì)胞室周核)，軸突形成室周叢，它們的數(shù)量女性多于男性，存在性別二態(tài)性。奇士肽神經(jīng)元與GnRH神經(jīng)元形成軸突-細(xì)胞團(tuán)、軸突-樹突和軸突-軸突之間的連接。雙免疫標(biāo)記染色發(fā)現(xiàn)奇士肽神經(jīng)元77%合成NKB，56%的奇士肽纖維NKB免疫反應(yīng)陽(yáng)性[8]。絕經(jīng)后婦女漏斗核的奇士肽和NKB細(xì)胞體增大，奇士肽細(xì)胞數(shù)量、纖維密度以及與GnRH神經(jīng)元的連接增多。反映了雌激素對(duì)奇士肽的負(fù)反饋調(diào)控作用，一旦外周雌激素缺失，奇士肽神經(jīng)元的反應(yīng)增強(qiáng)，促性腺激素水平增高[9]。

三、奇士肽對(duì)GnRH分泌的調(diào)控

OVX小鼠ARC中的KiSS1表達(dá)增強(qiáng)，E2替代治療后恢復(fù)正常狀態(tài)；而AVPV相反，OVX使KiSS1表達(dá)減少，E2替代治療后增加。ERαKO雌性小鼠在OVX和E2替代治療后，ARC和AVPV都沒有KiSS1 mRNA表達(dá)；而敲除ERβ，E2對(duì)KiSS1的表達(dá)效應(yīng)不受影響。雙標(biāo)記原位雜交研究發(fā)現(xiàn)，ARC和AVPV都表達(dá)ERα。奇士肽拮抗劑注入ARC可終止大鼠的GnRH脈沖分泌，而注入POA核則沒有這種作用[10]。將抗奇士肽抗體注入雌性大鼠的AVPV，可以阻滯排卵前LH分泌大波的發(fā)生，對(duì)LH脈沖頻率和幅度沒有顯著影響；而注入ARC，則抑制LH脈沖分泌的幅度，而對(duì)LH分泌大波沒有影響；提示ARC的KiSS1神經(jīng)元是E2負(fù)反饋調(diào)控GnRH釋放的中樞；而AVPV則是正反饋調(diào)控中樞[11]。雄性小鼠去勢(shì)和睪酮替代治療后，ARC和AVPV的KiSS1 mRNA表達(dá)模式與雌性小鼠完全相同，而不被芳香化酶轉(zhuǎn)化的二氫睪酮對(duì)KiSS1 mRNA表達(dá)的效能則顯著低于睪酮，說明雄性個(gè)體睪酮的反饋調(diào)控作用主要是通過芳香化酶轉(zhuǎn)化為E2實(shí)現(xiàn)的[12]。

母羊OVX后1 d，LH脈沖數(shù)增加2倍，平均LH濃度增加3倍；30 d后脈沖數(shù)增加至4倍，平均LH濃度增加9倍。動(dòng)情間期OVX母羊靜脈注射人KP-10，劑量≥6 nmol/h可升高血漿LH和FSH水平；在繁殖季節(jié)給母羊靜脈注射鼠KP-10，12.4 nmol/h連續(xù)輸注30～48 h可使80%的母羊出現(xiàn)排卵前的LH分泌大波和排卵[13]。母羊下丘腦的免疫組化研究發(fā)現(xiàn)，奇士肽神經(jīng)元大多數(shù)分布于ARC，少數(shù)位于POA，與黃體期和卵泡期比較，排卵前ARC和POA的奇士肽神經(jīng)元數(shù)量均顯著增多。說明母羊平時(shí)的E2負(fù)反饋調(diào)控中樞在ARC，排卵前LH分泌大波的正反饋調(diào)控中樞在ARC和POA[14]。OVX母羊ARC的GnRH神經(jīng)元突觸囊泡蛋白陽(yáng)性末梢與奇士肽細(xì)胞胞體有連接，在ARC植入KiSS1R拮抗劑P271后1～2 h，LH脈沖分泌被抑制，脈沖間期延長(zhǎng)，脈沖幅度降低；植入NK3R拮抗劑SB222200，LH脈沖間期延長(zhǎng)，脈沖幅度降低；而植入NKB后，LH脈沖間期縮短，脈沖幅度無變化[15]。

有規(guī)律月經(jīng)的婦女在月經(jīng)后4～6 d服用NK3R拮抗劑(AZD4901)40 mg/d，5 d后加用E2皮貼200 μg/d，血清LH水平被抑制；停用E2皮貼48 h，LH水平回升；如果在應(yīng)用E2皮貼48 h后靜脈輸注KP-10，劑量4 μg/kg/h，連續(xù)7 h，血清LH水平在靜脈輸注期間持續(xù)升高。提示人類與其它哺乳動(dòng)物一樣，存在奇士肽神經(jīng)內(nèi)分泌網(wǎng)絡(luò)，NKB參與了E2對(duì)GnRH的負(fù)反饋調(diào)控[16]。健康成年婦女接受8 h皮下連續(xù)輸注KP-54，在8 h輸注期間每10 min采血一次，分析LH、FSH和E2水平。KP-54的輸注劑量分別為0.1、0.3和1.0 nmol/kg/h，8 h輸注總劑量分別為0.85、2.55和8.5 nmol/kg。隨著KP-54劑量的增加，LH脈沖數(shù)亦相應(yīng)增加，但沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，原因可能與例數(shù)太少(n=4)有關(guān)；LH脈沖幅度沒有顯著的組間差異。回歸分析發(fā)現(xiàn)，基線E2水平每升高100 pmol/L，平均LH分泌的相關(guān)系數(shù)在0.1 nmol/kg/h組為-1.75，0.3組為+0.83，而1.0組為+1.0，說明基線E2水平越高，LH對(duì)KP-54的反應(yīng)水平亦越高，反映了E2的正反饋?zhàn)饔肹17]。

5例健康成年男子分別參與8次試驗(yàn)：(1)8 h-LH脈沖分析，每10 min采血一次；(2)(1)+LH脈沖分析前口服納曲酮(NAL)50 mg；(3)(1)+連續(xù)輸注KP-54 0.1 nmol/kg/h；(4)(1)+連續(xù)輸注NKB 2.56 nmol/kg/h；(5)(1)+(2)+(4)；(6)(2)+(3)；(7)(3)+(4)；(8)(2)+(3)+(4)，每次試驗(yàn)至少間隔7 d。結(jié)果顯示，輸注KP-54各組[(3)、(6)、(7)和(8)]的LH脈沖數(shù)和(或)幅度顯著升高，(2)組LH脈沖數(shù)增加，幅度無明顯變化，(4)組LH脈沖數(shù)和幅度都無明顯變化；近似無序分析(ApEn)顯示，輸注KP-54各組有序脈沖增多，而(2)組和(4)組無序脈沖增多；提示GnRH脈沖分泌的調(diào)控是一個(gè)復(fù)雜的過程，是KNDy神經(jīng)元中各組分協(xié)調(diào)作用的結(jié)果[18]。

現(xiàn)在的證據(jù)表明，GnRH神經(jīng)元的上游存在一個(gè)以奇士肽神經(jīng)元為核心的神經(jīng)內(nèi)分泌網(wǎng)絡(luò)KNDy，其功能是調(diào)控GnRH的脈沖分泌[19]。

四、奇士肽與青春期發(fā)育

正常雌性大鼠性成熟年齡為(34.8±0.35)d。給25 d齡雌性大鼠側(cè)腦室內(nèi)置管，次日開始向管內(nèi)滴注KP-10，每12 h輸入1 nmol/10 μL，不間斷連續(xù)輸注6 d，雌鼠陰道張開(青春期性成熟標(biāo)志)，子宮和卵巢重量增加3倍，血清LH水平升高10倍，E2水平升高2倍，證明奇士肽啟動(dòng)了青春期發(fā)育[20]。奇士肽脈沖式分泌是奇士肽-NKB-DYN相互作用的結(jié)果，NKB的興奮作用和DYN的抑制作用形成“啟動(dòng)-終止”的間歇性分泌模式，傳入GnRH神經(jīng)元即啟動(dòng)了GnRH的脈沖式釋放。通過分析ME的KP-54脈沖分泌發(fā)現(xiàn)，雌性恒河猴在青春期前KP-54的脈沖頻率緩慢，脈沖間期約為80 min，到了青春期，KP-54的脈沖頻率加快，脈沖間期約為50 min，這一規(guī)律與是否切除卵巢無關(guān)。說明KP-54的脈沖分泌不依賴于E2的調(diào)控，在KNDy的上游可能還有調(diào)控信號(hào)[21]。

人類嬰兒在1～3個(gè)月時(shí)有一個(gè)促性腺激素分泌小高峰，其程度低于青春期發(fā)育，稱為“小青春期”(minipuberty)。此后，進(jìn)入一個(gè)長(zhǎng)達(dá)數(shù)年的靜默期，直至青春期啟動(dòng)。在靜默期起抑制作用比較重要的因子是γ-氨基丁酸(GABA)，青春期雌猴ME的奇士肽/GnRH濃度升高，GABA水平降低；在第III腦室底部間歇注入GABA受體拮抗劑bicuculline，可誘導(dǎo)青春期前雌猴完成青春期發(fā)育，出現(xiàn)月經(jīng)和排卵。谷氨酸類似物(NMDA)間歇性激活谷氨酸受體與激活奇士肽釋放的效果相同，可引起去勢(shì)幼年雄猴發(fā)生性早熟[22]。神經(jīng)肽Y(NPY)在去勢(shì)雄猴從出生到青春期的表達(dá)是由強(qiáng)變?nèi)酢５?，NPY對(duì)青春期啟動(dòng)是否有“制動(dòng)器”(brake)作用還有待進(jìn)一步研究證明?，F(xiàn)在的假設(shè)認(rèn)為，青春期啟動(dòng)的調(diào)控有兩個(gè)“開關(guān)”，一是在少年期“關(guān)掉”GnRH脈沖發(fā)生器，使下丘腦處于低促性腺激素狀態(tài)；二是在少年期發(fā)育結(jié)束時(shí)，重新“打開”GnRH脈沖發(fā)生器，啟動(dòng)青春期發(fā)育過程。少年期身體發(fā)育的代謝和內(nèi)分泌信號(hào)傳入大腦的“身體監(jiān)測(cè)器”(somatometer)，然后通過與GnRH脈沖發(fā)生器相關(guān)的神經(jīng)內(nèi)分泌網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)青春期發(fā)育，“身體監(jiān)測(cè)器”在大腦的定位和功能網(wǎng)絡(luò)還有待闡明[22-23]。

在人類，已有例證證明KISS1/KISS1R獲得功能性突變可以引起性早熟，而喪失功能性突變可導(dǎo)致無青春期發(fā)育。2008年Teles等[24]報(bào)告一例中樞性性早熟女孩，出生時(shí)即有乳房發(fā)育，到7歲生長(zhǎng)速度一直較快，骨齡達(dá)到11歲，GnRH興奮試驗(yàn)LH反應(yīng)峰值達(dá)到青春期水平，基因測(cè)序發(fā)現(xiàn)是KiSS1R基因發(fā)生了獲得功能性雜合子突變(Arg 386 Pro)[25]。Silveira等[26]報(bào)告一例1歲男孩發(fā)生中樞性性早熟，血清LH和睪酮水平顯著升高，基因分析為KiSS1基因Pro 74 Ser突變。家族成員中，患兒母親和外祖父亦帶有相同的基因突變，但是，沒有發(fā)生性早熟。韓國(guó)檢查143例中樞性性早熟女孩，KISS1基因測(cè)序發(fā)現(xiàn)9個(gè)單核苷酸多態(tài)性(SNPs)。與正常女孩比較，性早熟女孩出現(xiàn)頻率較高的SNPs包括55648184C/G [OR1.567(95%CI：1.091-2.252)]和55648186-/T[OR1.458(95%CI：1.015-2.095)][27]。但是，KISS1基因SNPs與中樞性性早熟是否有因果關(guān)系還需要進(jìn)一步研究。另一方面，KISS1/KISS1R喪失功能性突變則可導(dǎo)致先天性HH，無青春期發(fā)育。Topaloglu等[28]報(bào)告一個(gè)土耳其庫(kù)爾德人大家庭，14個(gè)孩子中，4個(gè)女孩年齡12～30歲無青春期發(fā)育，為嗅覺正常的先天性HH，血清LH 0.2 U/L，過夜LH脈沖分析無LH脈沖出現(xiàn)，KISS1基因測(cè)序?yàn)?Asp 115 Lys 純合子突變，父母和另外4個(gè)女孩為雜合子突變，有正常青春期發(fā)育。KISS1R基因突變自2003年首次報(bào)告以來，已有20余例病例報(bào)告。突變形式包括缺失、移碼、點(diǎn)突變和復(fù)合性雜合子突變。臨床表現(xiàn)從完全性到部分性促性腺激素缺乏，即使是相同突變基因型的患者臨床表現(xiàn)也不盡相同。一個(gè)家系5例女性患者均為KISS1R 115堿基對(duì)純合子缺失，只有1例患者表現(xiàn)性發(fā)育不全，乳房小，有過一次月經(jīng)來潮，100 μg GnRH興奮試驗(yàn)血清LH水平從2.0 U/L上升至11.8 U/L，F(xiàn)SH從3.4 U/L上升至6.4 U/L[29]。但是，也有報(bào)告兩例男性患者KISS1R點(diǎn)突變Gua259Glu和Asp120Cys引起重度先天性HH，除了無青春期發(fā)育外，還有男子乳房發(fā)育、嗅覺缺失、唇裂、顎裂和牙齒發(fā)育不良[30]。

TAC3和TACR3基因分別編碼NKB及其受體NK3R，二者喪失功能性突變可誘發(fā)先天性HH。根據(jù)603例嗅覺正常先天性HH患者的篩查，TAC3突變的患病率為1%，TACR3為2.6%[31]。TAC3/TACR3喪失功能性突變的女性患者表現(xiàn)無乳房發(fā)育和月經(jīng)來潮，幼稚型子宮和卵巢；男性患者小睪丸和小陰莖，無第二性征發(fā)育；血清性激素和LH水平低，F(xiàn)SH水平相對(duì)正常；GnRH興奮試驗(yàn)LH無反應(yīng)，F(xiàn)SH呈弱或正常反應(yīng)；LH脈沖分析無脈沖分泌[31]。已有TAC3突變HH患者成年期發(fā)生自然逆轉(zhuǎn)的病例報(bào)告[32]。

五、奇士肽與能量代謝

攝食和能量代謝平衡是生物維持生命的必備條件，也是獲得身體發(fā)育和生殖功能的基礎(chǔ)。營(yíng)養(yǎng)不良如饑餓、長(zhǎng)期激烈運(yùn)動(dòng)、神經(jīng)性厭食、糖尿病和病態(tài)性肥胖可導(dǎo)致青春期發(fā)育延遲或性腺功能減退。能量的主要儲(chǔ)存部位是脂肪，脂肪細(xì)胞分泌的瘦素(leptin，LEP)抑制食欲，減少進(jìn)食，血清LEP水平反映了體脂量和能量代謝狀態(tài)。其他調(diào)控能量代謝的因子還有胰島素和胃促生長(zhǎng)素(ghreline)，都有促進(jìn)食欲的作用[33]。

圍青春期雌性恒河猴喂食高熱量食料后，身高、體重和體脂量以及血清LEP、LH和FSH水平都顯著高于對(duì)照組，月經(jīng)初潮提早約4個(gè)月，證明攝入高熱量食物可使血清LEP水平增高和青春期啟動(dòng)時(shí)間提前[34]。反之，營(yíng)養(yǎng)不良會(huì)抑制HPG軸功能。成年雄猴在禁食48 h后，血漿LEP和葡萄糖水平降低，下丘腦Kiss1和Kiss1r mRNA表達(dá)顯著減少[35]。KISS1神經(jīng)元只表達(dá)少量瘦素受體(LEPR)，提示接受LEP信號(hào)的中樞不是奇士肽神經(jīng)元，而是另有所屬。下丘腦ARC表達(dá)阿片促黑激素皮質(zhì)素原(preopiomelanocortin，POMC)，POMC的主要產(chǎn)物是alpha-黑素細(xì)胞刺激激素(a-MSH)，其受體MC3R和MC4R分布于下丘腦和其他腦區(qū)。POMC接受身體的代謝信號(hào)，包括LEP、胰島素和胃促生長(zhǎng)素，調(diào)控HPG軸功能[36]。幼年大鼠腦室內(nèi)注射MC3/4R激動(dòng)劑MT-II，血清LH水平無明顯變化，而青春期大鼠在注射后LH水平在30 min內(nèi)升高2～3倍；禁食48 h后LH水平下降，MT-II可使LH水平回升。長(zhǎng)期攝入低熱量食料，大鼠的體重、子宮和卵巢重量以及血清LH水平都降低，陰道張開延遲，腦室內(nèi)注射LEP可以逆轉(zhuǎn)營(yíng)養(yǎng)不良的這種影響。免疫組織化學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，青春期雌鼠ARC中的alpha-MSH纖維與奇士肽神經(jīng)元有直接連接，腦室內(nèi)注射MC3/4R拮抗劑SHU9119可抑制ARC內(nèi)KISS1 mRNA表達(dá)。以上實(shí)驗(yàn)提示LEP/LEPR的信號(hào)通道是alpha-MSH-KISS1-GnRH[37]。喪失功能性LEP基因突變小鼠(ob/ob)和LEPR基因突變小鼠(db/db)除了肥胖和糖尿病傾向外，還有性腺功能減退和其他方面的不良影響[38]。人類LEP基因喪失功能性突變至今已有20余例報(bào)告，男女兩性均有累及，患者兒童期即出現(xiàn)多食肥胖，血清LEP水平顯著降低(<2.0 ng/ml)，無青春期發(fā)育，臨床表現(xiàn)為非失嗅性先天性HH，家系分析為常染色體隱性遺傳。重組人瘦素(r-metHuLeptin)長(zhǎng)期替代治療可以恢復(fù)正常體重、第二性征發(fā)育、促性腺激素和性激素水平升高至正常范圍以及月經(jīng)來潮[39]。在16個(gè)肥胖兒童家系中，7個(gè)家系有LEPR基因突變[40]。

男性2型糖尿病患者血清游離睪酮(FT)、LH和FSH水平降低，LH和FSH對(duì)GnRH興奮試驗(yàn)的反應(yīng)正常，這種成年起病的HH與糖化血紅蛋白水平(血糖控制程度)和糖尿病病程無關(guān)，影像學(xué)檢查下丘腦-垂體沒有發(fā)現(xiàn)病變[41]。在398例2型糖尿病和1 451例非糖尿病肥胖男性患者(年齡>45歲)中，血清FT水平降低(<0.17 nmol/L)者糖尿病組為51%，非糖尿病組為31%，在年齡和BMI調(diào)整后前者為45%，后者為33%。血清FT水平降低的患病率非糖尿病組體重正常者(BMI<25 kg/m2)為26%，超重者(BMI 25～29.9 kg/m2)為29%，肥胖者(BMI≥30 kg/m2)為40%；而糖尿病組上述三種體重指數(shù)中FT水平降低者分別為44%、44%和50%(P<0.001)[42]。美國(guó)內(nèi)分泌學(xué)會(huì)指南推薦2型糖尿病男性患者常規(guī)檢測(cè)血清睪酮水平，睪酮水平降低者建議給予睪酮替代治療[43]。男性糖尿病患者發(fā)生繼發(fā)性睪丸功能減退的原因未明，有人推測(cè)與胰島素抵抗、炎癥因子或雌激素水平增高有關(guān)。一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，體外培養(yǎng)的人GnRH細(xì)胞FNC-B4，在高濃度葡萄糖(22 mmol/L)或特高濃度葡萄糖(40 mmol/L)環(huán)境下，抑制KISS1R mRNA表達(dá)，特高濃度亦抑制KISS1 mRNA表達(dá)，這一現(xiàn)象與滲透壓無關(guān)。定量免疫組織化學(xué)研究出現(xiàn)相似的結(jié)果，提示高血糖對(duì)KISS1/GnRH神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有抑制作用[44]。

前段已述及，無論是否罹患糖尿病，肥胖男子的血清睪酮水平都顯著降低，稱為肥胖相關(guān)性性腺功能減退。有人報(bào)告149例肥胖(BMI>30 kg/m2)男子，年齡18～66歲，以FT<225 pmol/L、LH<9.0 U/L和無其他垂體前葉激素水平異常為HH的診斷標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果總睪酮(TT)<11 nmol/L者占57.7%、生物可利用睪酮<5.2 nmol/L者占40.3%和FT<225 pmol/L者占35.6%。在FT<225 pmol/L的患者中，BMI 30～35 kg/m2為7.4%、BMI 35～40 kg/m2為21.0%、BMI 40～45 kg/m2為42.4%、BMI 45～50 kg/m2為58.3%和BMI>50 kg/m2為59.2%。說明肥胖相關(guān)HH隨肥胖程度的增高而增高，如果BMI>40 kg/m2，超過40%的肥胖男子罹患HH[45]。年齡14～20歲，青春期發(fā)育在Tanner 4期或以上的青少年男子，肥胖者(BMI≥95th百分位)與非肥胖者(BMI<85th百分位)比較，TT(nmol/L)為10.5 vs.21.4、FT(nmol/L)為0.22 vs.0.39、LH(U/L)為(2.9±1.6) vs.(3.5±1.5)、總E2和游離E2水平肥胖組亦顯著低于非肥胖組(P<0.01)，進(jìn)一步證明肥胖可以導(dǎo)致睪酮水平降低，致病原因與雌激素?zé)o關(guān)[46]。但是，也有研究發(fā)現(xiàn)，重度肥胖男子的血清雌激素水平比非肥胖男子高2倍，認(rèn)為是脂肪組織芳香化酶活性增強(qiáng)所致，芳香化酶抑制劑來曲唑治療可使血清睪酮水平恢復(fù)正常[47]。可能肥胖相關(guān)HH的致病原因不是單一因素。此外，肥胖男子的精液質(zhì)量下降，包括精子形態(tài)、精子濃度和精子活動(dòng)力，可能是由于促性腺激素水平降低和陰囊脂肪沉積引起的局部溫度升高所致[48]。

六、結(jié)語(yǔ)

奇士肽的發(fā)現(xiàn)及其調(diào)控GnRH脈沖分泌的作用的證據(jù)是生殖內(nèi)分泌領(lǐng)域的一個(gè)里程碑性進(jìn)展，更新了性激素對(duì)下丘腦反饋調(diào)控、青春期啟動(dòng)以及能量代謝與生殖功能關(guān)系的認(rèn)識(shí)。隨著奇士肽及其激動(dòng)劑和拮抗劑研究的深入，包括青春期延遲、性早熟、誘導(dǎo)排卵、多囊卵巢綜合征、下丘腦性閉經(jīng)和神經(jīng)性厭食在內(nèi)的一些疾病將會(huì)開辟新的療法，推動(dòng)臨床診斷和治療的進(jìn)步[49]。

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[編輯：羅宏志]

Kisspeptin neuroendocrine network and regulation of reproductive function

LIJiang-yuan

DepartmentofEndocrinology，GeneralHoapitalofPLA，Beijing100853

The discovery of kisspeptin became a new milestone in the regulation of human reproduction more than a decade ago，and it updated awareness of the neuroendocrine regulation of reproductive function.Kisspeptin neurons which synchronize with stimulatory signal from neurokinin B and inhibitory signal from dynorphin neurons to form the KNDy network have been identified to act upstream of GnRH neurons to control GnRH pulsatile secretion and the function of the hypothalamic-pituitary-gonadal axis.KNDy neurons response to both negative and positive feedback signals of sex steroids and mediate the onset of puberty，which plays a pivotal role in connection between hypothalamic neuroendocrine network and energy metabolism of the body.

Kisspeptin； Nneuroendocrine network； Regulation； Reproductive function

10.3969/j.issn.1004-3845.2017.02.001 ·專家論壇·

2016-11-13

李江源，男，廣東電白縣人，主任醫(yī)師，教授，內(nèi)分泌學(xué)專業(yè).