王秀松 楊曉慧 孫?；?/p>

(山東師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，山東省動物抗性生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，250014，濟(jì)南 )

1 引 言

功能性胃腸疾病，如功能性消化不良(functional dyspepsia)，是臨床上常見的胃腸道疾病.功能性消化不良在臨床上被診斷為慢性或復(fù)發(fā)性的上腹部疼痛或不適且無器質(zhì)性病變的一組綜合征.目前，胃腸動力功能紊亂被認(rèn)為是功能性消化不良的主要病理機(jī)理之一[1].胃腸動力功能紊亂發(fā)生的機(jī)制尚不清楚，與很多因素有關(guān)，如應(yīng)激(stress).因此，探究應(yīng)激對胃腸動力的影響將有助于對功能性消化不良病理機(jī)制的理解，本文將重點(diǎn)關(guān)注應(yīng)激對胃動力的影響.

在早期，一些研究者發(fā)現(xiàn)情緒(比如恐懼、驚嚇等)會影響胃動力[2].隨著Hans Selye在1936年提出應(yīng)激的概念后，人們開始設(shè)計(jì)各種實(shí)驗(yàn)研究不同類型應(yīng)激對人和動物胃動力的影響，包括胃運(yùn)動模式以及胃排空時間的改變等[2, 3].隨后，應(yīng)激誘導(dǎo)的胃運(yùn)動失調(diào)(gastric dysmotility)的內(nèi)在神經(jīng)機(jī)制不斷被揭示，一些腦神經(jīng)核、神經(jīng)環(huán)路以及相應(yīng)的神經(jīng)遞質(zhì)或激素都參與其中[4，5].來自動物上的許多實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明腦內(nèi)CRF在應(yīng)激對胃動力的影響中發(fā)揮重要作用.而且，大量藥理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)CRF受體拮抗劑可以阻斷不同類型的應(yīng)激對胃動力的影響[2, 5, 6].那么，CRF系統(tǒng)可能成為應(yīng)激性胃動力失調(diào)或功能性消化不良的潛在的治療靶點(diǎn).因此，本文首先對CRF系統(tǒng)及它們在腦中的分布進(jìn)行概述；其次，重點(diǎn)綜述中樞CRF系統(tǒng)在應(yīng)激致胃動力改變中的作用.

2 中樞CRF系統(tǒng)

哺乳類動物的CRF系統(tǒng)包括CRF及相關(guān)肽[urocrotin1(UCN1)、urocrotin2(UCN2)及urocrotin3(UCN3)]、CRF受體1(CRF receptor 1，CRFR1)和受體2(CRFR2)以及CRF結(jié)合蛋白(CRF binding protein，CRFBP).在早期，研究者發(fā)現(xiàn)一些應(yīng)激可以激活腺垂體，該發(fā)現(xiàn)刺激了研究者尋找下丘腦(hypothalamus)中可以激活腺垂體的某些因子，直到1981年，由Vale等人第一次在羊的下丘腦中分離出具有41個氨基酸的多肽CRF.隨后，哺乳類動物上的CRF相關(guān)肽UCN1、UCN2和UCN3相繼被分離鑒定[5].隨著研究的深入，這些活性肽尤其是CRF，在腦中的分布也被逐步揭示，其中在下丘腦的室旁核中有大量的CRF表達(dá)，這些CRF主要通過刺激腺垂體來執(zhí)行其內(nèi)分泌功能.此外，CRF還廣泛分布在其他腦區(qū)，比如海馬(hippocampus)、杏仁核(amygdala)、大腦皮質(zhì)(cerebral cortex)以及腦干(brain stem)部分核團(tuán)中[7].因此，除了內(nèi)分泌功能外，腦中CRF還具有調(diào)節(jié)行為、自主活動以及內(nèi)臟反應(yīng)等多種功能，比如調(diào)節(jié)迷走神經(jīng)的活動，進(jìn)而影響胃腸功能[7].

內(nèi)源性CRF及相關(guān)肽通過與特異性的受體結(jié)合執(zhí)行相應(yīng)的功能，目前已知的CRF受體分別是CRFR1和CRFR2.研究表明鼠或人的CRF對CRFR1具有較高親和力，UCN1對CRFR1和CRFR2具有類似的親和力，而UCN2和UCN3被認(rèn)為是CRFR2的內(nèi)源性配體[7].這些內(nèi)源性配體通過其C-末端與受體的N-末端氨基酸結(jié)合，而其N-末端與受體的跨膜區(qū)域相結(jié)合，引起受體構(gòu)象的改變，從而激活偶聯(lián)的G蛋白以及下游的級聯(lián)信號分子，最終發(fā)揮作用[7].同時，CRF受體在腦中的分布也不斷被揭示，但這些研究結(jié)果大部分來自嚙齒類動物.腦中CRF受體以CRFR1為主，CRFR1分布在嗅覺相關(guān)腦區(qū)、大腦皮質(zhì)、海馬、基底神經(jīng)核(basal ganglion)以及腦干部分核團(tuán)，如迷走神經(jīng)背核 (dorsal motor nucleus of the vagus，DMV).與CRFR1相比，CRFR2在腦中分布相對局限，主要分布在皮質(zhì)下結(jié)構(gòu)，如外側(cè)隔區(qū)(lateral septum)和基底外側(cè)杏仁核 (basolateral aymgdala)，以及腦干部分核團(tuán)，如中縫核(raphe nucleus)和迷走復(fù)合體(dorsal vagal complex，DVC)[7].

人們對內(nèi)源性CRF信號的生理功能的認(rèn)識在很大程度上得益于其拮抗劑的發(fā)展.在早期，一些拮抗劑都是非選擇性拮抗劑，即對兩種CRF受體均有作用，比如astressin等.后來，CRFR2選擇性的抑制劑被合成，比如antisauvagine-30、sauvagine11-40等.但是，這些肽類抑制劑共同特點(diǎn)就是不易穿透血-腦屏障，因此，其應(yīng)用受到限制.由于CRF信號失調(diào)與多種疾病(比如抑郁癥、功能性胃腸疾病)的發(fā)生相關(guān)，許多制藥公司研發(fā)出了針對CRFR1非肽類小分子抑制劑，比如CP-154,526、 antalarmin及NBI-34041，并研究其臨床應(yīng)用價(jià)值[5].除了這些合成的拮抗劑外，CRFBP被認(rèn)為是一種內(nèi)源性的拮抗劑，其對CRF和UCN1有較高親和性，而對UCN2親和性較低，對UCN3則無親和性.CRFBP通過與CRF內(nèi)源性配體結(jié)合而阻止配體與受體結(jié)合,從而抑制CRF配體的作用.而且，研究發(fā)現(xiàn)CRFBP的一個氨基酸被突變，可以特異性阻斷UCN1，而對CRF則無作用，因此可以被用來分別研究CRF和UCN1在應(yīng)激反應(yīng)中的作用[7, 8].總之，這些拮抗劑或CRFBP成為研究CRF信號在行為、免疫以及內(nèi)分泌生理過程中作用的有效工具.

3 中樞CRF系統(tǒng)在應(yīng)激誘導(dǎo)的胃動力改變中的作用

應(yīng)激可以影響胃生理功能的不同方面，比如胃運(yùn)動以及胃酸分泌等[9].研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)大鼠被束縛于10 ℃環(huán)境中，非營養(yǎng)液的胃排空被抑制[10].同時，在人身上的研究也表明一些軀體應(yīng)激(如4 ℃冷水)可以延遲胃排空[3].在一些條件下，有些類型的應(yīng)激可以引起胃運(yùn)動亢進(jìn)，但不影響胃排空[3, 11-13]，Watanabe發(fā)現(xiàn)束縛加浸水(25 ℃)應(yīng)激導(dǎo)致大鼠胃運(yùn)動幅度以及頻率增加[14]，而這種高幅度的胃運(yùn)動可能是導(dǎo)致應(yīng)激性胃潰瘍的原因之一[15].最近的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)急性避水應(yīng)激對大鼠固體食物的胃排空無影響[16].相對于急性應(yīng)激的作用，慢性同型應(yīng)激(chronic homotypic stress)對胃運(yùn)動以及胃排空的影響具有一致性.研究發(fā)現(xiàn)慢性同型應(yīng)激(連續(xù)5 d的束縛應(yīng)激，每天1.5 h)不影響固體食物的胃排空以及移行性復(fù)合運(yùn)動強(qiáng)烈收縮期(Ⅲ相)[17]，但是慢性異型應(yīng)激(chronic heterotypic stress，比如連續(xù)5 d不同類型的應(yīng)激：第一天，1.5 h束縛應(yīng)激；第二天，20 min強(qiáng)迫游泳；第三天，40 min避水應(yīng)激；第四天，2 h、4 ℃應(yīng)激；第五天重復(fù)第一天束縛應(yīng)激)，則對胃排空有抑制作用[4].需要注意的是，胃排空不僅與胃運(yùn)動有關(guān)，而且更與胃竇、幽門以及十二指腸的協(xié)調(diào)運(yùn)動有關(guān).因此，在應(yīng)激條件下，胃運(yùn)動與胃排空可能受到不同的影響，甚至出現(xiàn)相反的結(jié)果[12, 13, 16].

CRF系統(tǒng)在應(yīng)激引起的胃動力改變中具有重要作用，其證據(jù)主要來自兩方面的研究：腦內(nèi)注射外源性CRF及相關(guān)肽的研究以及腦內(nèi)注射CRF受體拮抗劑的研究.我們分別對這兩方面的研究進(jìn)行回顧.首先，研究表明CRF可以誘導(dǎo)應(yīng)激相關(guān)的行為、生理以及內(nèi)分泌反應(yīng)[18]，一系列動物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)腦內(nèi)注射CRF或相關(guān)肽可以抑制胃排空以及胃運(yùn)動[5].Tache等人[19]研究發(fā)現(xiàn)大鼠小腦延髓池(cisterna magna，小腦與延髓之間的腦池，腦池是蛛網(wǎng)膜下隙擴(kuò)大而形成，內(nèi)有腦脊液)內(nèi)注射CRF可以抑制大鼠對液體食物的胃排空，抑制率為37%～80%.在狗的側(cè)腦室(腦室是腦內(nèi)的腔隙，包括1對側(cè)腦室、第3腦室和第4腦室)注射CRF同樣可以抑制固體食物的胃排空[20]，而且對消化間期的移行性復(fù)合運(yùn)動產(chǎn)生持續(xù)的破壞，同時促使了一些小幅度收縮的出現(xiàn)[21].其他研究顯示大鼠小腦延髓池內(nèi)或DVC內(nèi)注射CRF或UCN1抑制了促甲狀腺激素釋放激素(thyrotropin-releasing hormone，TRH)類似物誘導(dǎo)的胃運(yùn)動增強(qiáng)，對基礎(chǔ)水平的胃運(yùn)動無影響[22, 23]，但也有研究顯示小腦延髓池內(nèi)注射CRF抑制了餐后胃運(yùn)動，且呈劑量依賴性[12]，這表明在消化期和間期中CRF對基礎(chǔ)水平的胃運(yùn)動的影響不同.Lewis等人[24]的研究也表明DVC內(nèi)注射CRF抑制了乙酰膽堿毒蕈堿型受體激動劑氯貝膽堿誘導(dǎo)的胃運(yùn)動增強(qiáng)，但這種結(jié)果并未被Cruz等人[25]重復(fù).腦內(nèi)注射CRF及相關(guān)肽對胃排空及運(yùn)動的抑制作用可能通過室旁核和DVC腦區(qū)，并由迷走神經(jīng)(副交感通路)介導(dǎo)而實(shí)現(xiàn)的[5, 24]，因?yàn)橐幌盗醒芯堪l(fā)現(xiàn)膈肌下迷走神經(jīng)被切斷，則抑制作用消失[5，16].這種抑制作用可能是由于胃迷走神經(jīng)的放電活動的降低而導(dǎo)致的[26]；也可能是由于迷走神經(jīng)激活胃內(nèi)肌間神經(jīng)叢的非腎上腺素能非膽堿神經(jīng)元發(fā)生作用的[24]，但這條通路是否存在或是否具有功能尚存爭議[25, 27].值得注意的是，一些研究表明外周交感神經(jīng)也在此中具有作用[5].總之，這種抑制作用究竟是由交感還是迷走通路介導(dǎo)，可能與CRF及其相關(guān)肽的類型以及腦內(nèi)注射位置和劑量有關(guān)[5].

其次，大量藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)表明CRF受體抑制劑可以阻斷或減輕應(yīng)激對胃排空的抑制作用.腦池、腦室以及腦內(nèi)核團(tuán)注射α-helical CRF9-41, D-Phe12CRF12-41, astressin, or astressin-B抑制了各種急性應(yīng)激(比如生理/心理應(yīng)激、免疫應(yīng)激、內(nèi)臟應(yīng)激等)引起的胃排空延遲[5].大鼠20 min的強(qiáng)迫游泳應(yīng)激延遲了鹽水等液體食物的胃排空，但是在應(yīng)激之前給予CRF(側(cè)腦室給藥)受體非選擇性抑制劑α-helical CRF9-41，胃排空延遲則被阻斷[28].另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)小腦延髓池內(nèi)注射astressin(CRF受體非選擇性抑制劑)劑量依賴性地改善了腹部手術(shù)應(yīng)激引起的胃梗阻[29].進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)CRFR1敲除或選擇性抑制劑CP-154,526(皮下注射)抑制了腹部手術(shù)應(yīng)激引起的胃梗阻，而CRFR2選擇性抑制劑astressin2-B則無此作用[30]，但是，Nakade等人的研究顯示CRFR2選擇性抑制劑astressin2-B小腦延髓池內(nèi)給藥抑制了束縛應(yīng)激誘導(dǎo)的胃排空延遲，其原因可能是astressin2-B改善了被破壞的胃竇-幽門運(yùn)動的協(xié)調(diào)性[12, 31].由此可見，不同類型的應(yīng)激對胃排空的抑制可能涉及不同的CRF受體亞型.另外，Nakade等人發(fā)現(xiàn)束縛應(yīng)激增加了消化期胃運(yùn)動，且astressin2-B小腦延髓池內(nèi)給藥易化了這種作用[12]，但目前有關(guān)CRF受體抑制劑在這方面的研究鮮有報(bào)道.值得注意的是，腦內(nèi)注射CRF拮抗劑并不影響正常狀態(tài)下(非應(yīng)激條件下)的液體或固體食物的胃排空，這表明在正常生理?xiàng)l件下內(nèi)源性CRF系統(tǒng)可能不參與胃動力調(diào)控[5].總之，這些實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明中樞CRF系統(tǒng)在應(yīng)激誘導(dǎo)的胃動力失調(diào)中具有重要作用，但其內(nèi)在的分子及環(huán)路機(jī)制尚不清楚.

大量臨床前的研究一致表明，CRF系統(tǒng)可以作為治療精神疾病(如抑郁癥)以及胃腸疾病(如腸易激綜合征)一個有前途的治療靶點(diǎn).尤其是CRFR1拮抗劑在治療一些精神疾病以及腸易激綜合征的臨床研究被大量開展，但是臨床實(shí)驗(yàn)結(jié)果并不令人滿意[5, 7].如上文所述，動物模型上的研究顯示CRFR2拮抗劑在治療應(yīng)激誘導(dǎo)的胃動力失調(diào)中具有效果.然而，相關(guān)的臨床研究數(shù)據(jù)匱乏，其原因可能是因?yàn)槿鄙傩》肿铀苄缘腃RFR2拮抗劑，希望將來可以彌補(bǔ)這方面的不足.

4 總結(jié)與展望

綜上所述，CRF及相關(guān)肽和受體在腦內(nèi)廣泛分布，在過去40年的研究中，人們對中樞CRF系統(tǒng)在胃動力調(diào)控中作用的認(rèn)識越來越深刻.大量動物模型上的研究表明CRF系統(tǒng)在應(yīng)激誘導(dǎo)的胃動力失調(diào)中具有重要作用，特別是CRF的抑制劑可以緩解或消除不同類型應(yīng)激引起的胃排空的延遲，這些研究成果為治療功能性消化不良或其他胃動力失調(diào)疾病提供新的線索或思路.

在其他領(lǐng)域中，許多先進(jìn)的技術(shù)已經(jīng)被用來研究CRF系統(tǒng)功能，但是在神經(jīng)胃腸學(xué)領(lǐng)域中該方面相對滯后[7].比如，針對CRF系統(tǒng)的各種轉(zhuǎn)基因小鼠是否可以被用來研究不同類型的應(yīng)激(急性或慢性)對胃動力的影響，這將有助于加強(qiáng)或補(bǔ)充相關(guān)藥理學(xué)研究成果.另外，光遺傳學(xué)和化學(xué)遺傳學(xué)技術(shù)在神經(jīng)胃腸學(xué)領(lǐng)域中已經(jīng)開始被應(yīng)用，那么基于這些技術(shù)探討不同神經(jīng)環(huán)路中CRF系統(tǒng)在應(yīng)激引起的胃動力失調(diào)中的作用，將是一個非常有意義的研究方向.