朱 顏，王美懿，王繼紅，寧淑香* (.遼寧師范大學(xué)，遼寧 大連 608；.遼寧何氏醫(yī)學(xué)院，遼寧 沈陽 063)

富脯氨酸多肽(proline-rich polypeptides，PRPs)是一種來源于牛初乳的多肽類活性成分，是Janusz[1]等于1974年在采用凝膠過濾純化羊初乳IgG時，伴隨著IgG純化出的一種不能被抗免疫球蛋白的抗血清所沉淀的物質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)，PRPs具有免疫調(diào)節(jié)、抑制細(xì)菌、神經(jīng)元保護(hù)等多種生物學(xué)功能。近年來研究人員又發(fā)現(xiàn)這種成分對于阿爾茲海默癥(Alzheimer’s disease，AD)具有很好的療效[2]。本文從PRPs的分類、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、分布情況及功能等方面闡述近幾年的相關(guān)研究進(jìn)展，為PRPs的進(jìn)一步研究提供參考。

1 PRPs的分類、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和分布

PRPs家族是一類生物活性多肽，由80多個多肽分子所構(gòu)成。通過高效液相色譜法可以將PRPs大致分為PRP1、PRP2、PRP3三類。其中PRP1的分子量為2500～5000 Da，PRP2的分子量為1000～2500 Da，PRP3的分子量為為500～1000 Da。目前對于PRPs研究較多的是能夠發(fā)揮生理作用的PRP2和PRP3。通過運(yùn)用質(zhì)譜法、生物信息學(xué)分析等多種蛋白質(zhì)分析手段研究發(fā)現(xiàn)，PRPs含有脯氨酸比例約為20%。除此之外，PRPs中谷氨酸、纈氨酸以及亮氨酸等疏水性氨基酸含量也較多。PRPs的這種氨基酸組成提示，其結(jié)構(gòu)與生物活性功能之間存在著對應(yīng)關(guān)系[3]。電泳分離結(jié)果發(fā)現(xiàn)，PRPs包含三種酪蛋白、β-乳球蛋白、分泌球蛋白、載脂蛋白和牛血清白蛋白，其活性作用與酪蛋白的存在有關(guān)[4]。

有研究證實(shí)，哺乳動物PRPs包含不同的家族并且有很多亞型。在哺乳動物中，PRPs主要存在于體內(nèi)不同組織上皮及屏障系統(tǒng)中。在外界環(huán)境條件影響以及自身因素變化下，不同亞型的PRPs表達(dá)量會發(fā)生顯著的變化，如紫外線、腫瘤病毒因素、激素、體內(nèi)因子都會影響著PRPs的表達(dá)[5-6]。

2 PRPs的生物活性

2.1 具有免疫調(diào)節(jié)特性

胸腺是T細(xì)胞重要產(chǎn)生場所，因此在免疫系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用。PRPs是重要的免疫因子，無論是體內(nèi)還是體外都可誘導(dǎo)PNA+胸腺細(xì)胞形成輔助細(xì)胞，具有刺激或抑制免疫反應(yīng)的調(diào)節(jié)活性。PRPs可以誘導(dǎo)小鼠胸腺細(xì)胞發(fā)育為功能成熟的輔助性T細(xì)胞或抑制性T細(xì)胞，影響體液和細(xì)胞免疫。同時有研究發(fā)現(xiàn)，PRPs不僅對小鼠的胸腺有調(diào)節(jié)作用，對于人體胸腺也有一定的調(diào)節(jié)作用。PRPs可以維持機(jī)體生理平衡，保證正常的免疫系統(tǒng)反應(yīng)[7-9]。

2.2 具有神經(jīng)保護(hù)功能

隨著人口老齡化的發(fā)展，AD患者的人數(shù)不斷上升。雖然AD的發(fā)病機(jī)理還沒有得到明確，但已有研究表明PRPs在抗氧化、抗衰老以及抗神經(jīng)退行性病變方面有很好的功效[10-11]。

神經(jīng)生長因子、白細(xì)胞介素-6(Interleukin-6，IL-6)、腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子等神經(jīng)營養(yǎng)因子在神經(jīng)保護(hù)和中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能的控制中起著重要作用[12-13]。神經(jīng)營養(yǎng)因子的表達(dá)減少可導(dǎo)致神經(jīng)元功能失調(diào)和神經(jīng)元死亡；IL-6在神經(jīng)發(fā)生、神經(jīng)元生長、存活、分化和再生中起關(guān)鍵作用。

大量證據(jù)表明，神經(jīng)營養(yǎng)因子表達(dá)的減少及其受體水平的變化可導(dǎo)致神經(jīng)元功能失調(diào)，神經(jīng)元的死亡進(jìn)而導(dǎo)致神經(jīng)退行性疾病的發(fā)展。因此，神經(jīng)保護(hù)物質(zhì)水平的上調(diào)是維持神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育和功能的重要途徑之一[14]。

星形膠質(zhì)細(xì)胞在未受損的中樞神經(jīng)系統(tǒng)中維持穩(wěn)定，并為神經(jīng)元提供結(jié)構(gòu)、代謝和營養(yǎng)支持，可以產(chǎn)生和釋放廣泛的促進(jìn)神經(jīng)發(fā)生、控制神經(jīng)細(xì)胞的存活和分化以及調(diào)節(jié)中樞神經(jīng)系統(tǒng)免疫系統(tǒng)的因子[15-16]。在病理?xiàng)l件下，星形膠質(zhì)細(xì)胞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)對有害反應(yīng)釋放的神經(jīng)營養(yǎng)因子的主要來源。

研究表明，PRPs復(fù)合物及其0.01～10 mg/L低劑量的PRPs非肽片段都可以增加神經(jīng)元生存率，刺激神經(jīng)元增殖并誘導(dǎo)PC12細(xì)胞的神經(jīng)元發(fā)生。PRPs還具有免疫調(diào)節(jié)特性，包括對適應(yīng)性和先天免疫反應(yīng)的影響，調(diào)節(jié)細(xì)胞的功能及表型分化，顯示了促存活和促神經(jīng)炎活性，并具有防止β-淀粉樣蛋白的形成及溶解已經(jīng)形成的聚集物的作用[17]。

近幾年，有研究證明PRPs及其非肽片段在培養(yǎng)星形膠質(zhì)細(xì)胞神經(jīng)營養(yǎng)活性調(diào)節(jié)中的作用，即PRPs及其非肽片段可以刺激人星形細(xì)胞瘤細(xì)胞系U87釋放大量的神經(jīng)生長因子(nerve growth factor，NGF)到細(xì)胞外空間。此外，在PRPs非肽片段處理的細(xì)胞中，不僅βNGF的mRNA水平升高，IL-6數(shù)量也增加，表明了它們可被用作神經(jīng)營養(yǎng)素誘導(dǎo)劑。改善NGF和IL-6的分泌,在新生兒發(fā)育過程中對海馬體和新皮層的“成人”神經(jīng)發(fā)生的控制,以及對神經(jīng)退行性疾病的發(fā)病機(jī)制都很重要[18]。

2.3 抑菌作用

富含脯氨酸的抗菌肽是一種線性多肽，它主要存在于哺乳動物體內(nèi)及昆蟲和其他脊椎動物體內(nèi)，其抗菌機(jī)制與大多數(shù)抗菌機(jī)制有所不同。例如，PRPs對于革蘭陰性菌的抑菌作用不是引起細(xì)胞膜的溶解，而是進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)后，與分子伴侶Dnak蛋白結(jié)合，從而抑制了Dnak的活性，阻止其發(fā)揮功能，最終導(dǎo)致細(xì)菌的死亡。

目前，對這方面研究最多的是PR-39。PR-39是哺乳動物體內(nèi)的一種含有39個氨基酸殘基的小分子抗菌肽。對其進(jìn)行氨基酸序列分析，其一級結(jié)構(gòu)中脯氨酸較多，因此得名。PR-39對革蘭陰性菌有較強(qiáng)的抗菌作用，對部分革蘭陽性細(xì)菌、金黃色葡萄球菌、巨大芽孢桿菌和鏈球菌也有作用，它能誘導(dǎo)黏連蛋白聚糖在間充質(zhì)細(xì)胞的表達(dá)，能抑制嗜中性粒細(xì)胞NADPH氧化酶。PR-39在穿過細(xì)胞膜后進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，與特定的靶分子結(jié)合，從而抑制靶分子的生物功能，而靶分子又在細(xì)菌中發(fā)揮重要的功能，因此導(dǎo)致了細(xì)菌的死亡。

此外，富含脯氨酸的抗菌肽還有誘導(dǎo)血管生成的作用，對核因子-кB活化的信號途徑也有重要影響[19]。對于人體來說，CD4+Th細(xì)胞是CD4+輔助性T細(xì)胞，能夠識別由13～17個氨基酸殘基組成的抗原肽，具有輔助其他免疫細(xì)胞分化、調(diào)解免疫應(yīng)答的功能。CD4+Th細(xì)胞功能亞群在體內(nèi)構(gòu)成復(fù)雜的細(xì)胞調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)，保持各亞群比例和功能平衡，在維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定中起著重要的作用。過度的Th1細(xì)胞應(yīng)答會產(chǎn)生如接觸性皮炎、慢性炎癥等反應(yīng)；而過度的Th2細(xì)胞應(yīng)答則會削弱對感染因子的保護(hù)性防御機(jī)制，并在遺傳易感人群的個體引發(fā)過敏性癥狀[20-21]。病菌感染或其他誘因能改變微環(huán)境中細(xì)胞因子組成，進(jìn)而影響T細(xì)胞分化并使T細(xì)胞功能亞群失衡，最終導(dǎo)致自身免疫疾病的發(fā)生。而PRPs就是通過對細(xì)胞因子的調(diào)節(jié)最終實(shí)現(xiàn)“免疫平衡”[22]。

2.4 對細(xì)胞生長與應(yīng)激具有調(diào)節(jié)作用

國外多以細(xì)胞系或者小鼠活體為研究對象，探索PRPs潛在的生物活性功能[23]。研究發(fā)現(xiàn)，PRPs可在一定范圍內(nèi)降低細(xì)胞增殖速率，抑制細(xì)胞較快生長。當(dāng)細(xì)胞處于應(yīng)激狀態(tài)時，PRPs會使細(xì)胞產(chǎn)生大量的抗氧化物質(zhì)來抵御環(huán)境變化帶來的損傷，消除致?lián)p傷因子，維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài)，使細(xì)胞即使在不利條件下也能處于較好的生長狀態(tài)[24]。相關(guān)研究表明，細(xì)胞衰老的原因部分來自于細(xì)胞的氧化損傷[25]，因而PRPs也具有抗細(xì)胞衰老作用。

3 PRPs應(yīng)用研究進(jìn)展及前景

近年來，國外研究人員開發(fā)了一種來自初乳的PRPs的產(chǎn)品，命名為Colostrinin，具有調(diào)節(jié)細(xì)胞免疫和傳遞信號的獨(dú)特作用。當(dāng)生理系統(tǒng)受到病原體或其他致病因子攻擊時，Colostrinin能激活細(xì)胞免疫。此外，隨著AD患者人數(shù)增加，AD的發(fā)病機(jī)制及治療藥物的研究都成為熱門領(lǐng)域。據(jù)相關(guān)報(bào)道，Colostrinin對AD具有一定的預(yù)防作用及較好的治療效果,但是其作用機(jī)制目前尚少見報(bào)道[26]。

PRPs在抗氧化、抗衰老、抗菌等方面具有特殊的應(yīng)用潛力，在功能性產(chǎn)品的開發(fā)領(lǐng)域也有很大進(jìn)展。但以PRPs為代表的一些功能肽在國內(nèi)的研究尚未見開展[27]。此外PRPs是一種可以調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)的強(qiáng)效藥物，PRPs可提高先天免疫水平。研究表明，口服含有PRPs的補(bǔ)充劑可以提高外周血白蛋白的先天免疫反應(yīng)，從而減少了促炎和抗炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生，抑制了過度發(fā)展的炎癥反應(yīng)。進(jìn)一步研究其對炎癥反應(yīng)的調(diào)控及其對神經(jīng)退行性變的影響，可以顯著改善早期診斷的生物標(biāo)志物庫，也將為AD等神經(jīng)退行性變的更有效治療開啟新的探索[28]。

綜上所述，PRPs存在于動物的血液和哺乳動物的初乳之中，具有調(diào)控和平衡機(jī)體免疫系統(tǒng)的保健作用及藥用功效。相信未來隨著研究的逐漸深入，PRPs的生物學(xué)功能及作用機(jī)制將會進(jìn)一步地揭示，并終將造福人類。