神經肽是生物體內重要的生物活性分子,廣泛參與機體生理病理過程,成為諸多**的潛在**靶點。三葉因子( trefoil factor,TFF) 屬神經肽家族,是一類富含半胱氨酸的小分子肽。因其分子構象都有一個或多個“三葉草形結構”,又稱三葉肽( trefoil peptide) 。TFFs 主要包括乳腺癌相關肽( TFF1/PS2) 、解痙多肽( TFF2 /SP) 和腸三葉因子( TFF3 / ITF)3 個家族成員。1982 年**個家族成員在乳腺癌 MCF -7 細胞中被發現,命名為乳腺相關肽( breast cancer associated pS2 peptide,PS2/TFF1)。同 年,在 豬 胰 島 中 發 現 了 解 痙 多 肽( spasmolytic polypeptide,SP/TFF2) 。1991 年,Suemeri等**在鼠體內空腸組織中發現 TFF3。TFF3 結構保守,具有抗酸、抗蛋白酶和抗熱分解等特性,在胃、腸道、胰島、呼吸道、唾液腺、**組織均發現了TFF3 的表達。在哺乳動物體內,TFF3 在保護粘膜上皮細胞、抗凋亡、**調節、抑制腫瘤生長等生理病理過程中發揮重要作用。TFF3 可能是腫瘤,特別是消化系統腫瘤的預測因素和腫瘤抑制因素。TFF3 在**神經系統的表達具有組織特異性和階段特異性,提示其可能與機體****神經系統活動調節有關。
1 TFF3 的分子結構及其**神經系統的表達
TFF3 分子由 59 個氨基酸殘基組成,含有一個P 結構域,存在單體及二聚體形式,單體分子量約為6. 7KD,兩個單體分子可以通過分子間二硫鍵( SCys58-SCys58) 共價連接,二聚體分子量約為 13KD。對其組織定位的早期研究發現,TFF3 主要在小腸以及結腸的杯狀細胞、胃竇粘膜中表達,在胰腺、前列腺、乳腺、唾液腺等腺體中有較低水平表達。利用原位雜交、定量 PCR 等方法,Ogata 等發現,垂體組織有TFF3 存在,提示其可能作為神經肽發揮作用。此外,**神經系統 TFF3 的表達位點還包括下丘腦的視上核( hypothalamic supraoptic nucleus,SON) 和室旁核( paraventricular nucleus,PVN) 的大細胞性神經元,海馬( CA1、CA2、CA3 亞區的神經元胞體和部分纖維) 、杏仁核、皮層等腦區。在 PVN 腦區,99% 的催產素能神經元表達 TFF3; 垂體前葉中的TFF3 與催產素共存于同一分泌小泡中,提示其可能與催產素具有相似的生理功能或者存在交互作用。同時,TFF3 在上述腦區的表達呈現階段特異性,而 TFF3 表達涉及腦區在生物體攝食、學習記憶、情緒、神經 - *** - **調節等生理過程發揮重要作用,由此推測,TFF3 可能作為神經遞質/調質或**影響**神經系統發育,調控機體**神經系統功能。
2 TFF3 的**調節功能
TFF3 的功能研究主要集中在外周組織的生理病理過程。在生理狀態下,TFF3 主要由胃腸道黏膜組織及其他黏膜組織中的分泌細胞分泌,TFF3 通過增加上皮細胞遷移、抑制上皮細胞凋亡來促進損傷組織的修復和**。當機體發生消化系統炎癥、腫瘤等病理性改變時,TFF3 會伴隨病理過程而發生異常表達和/或持續分泌,而 TFF3 的表達變化與**發生、發展及預后相關。因此,TFF3 被認為是消化道相關**的診斷及預后的潛在臨床標志物。目前有關 TFF3 參與**神經系統調控的研究較少。1998 年,Mashimo 等利用基因敲除技術發現,TFF3敲除小鼠不表現出明顯的神經發育和功能異常。2008 年,Lubka M 等證實,TFF3 敲除能引起小鼠聽力損傷,并加速老年聾,提示 TFF3 在感覺神經信號傳遞系統中發揮重要作用。作者所在研究小組近年來一直關注 TFF3 的**神經系統調控功能,通過外源性給予重組 TFF3 的方法,評價 TFF3 **調節功能及其可能機制,取得了系列發現。
2. 1 TFF3 與情緒調節
1999 年,Schwarzberg H 小組**報道了 TFF3參與焦 慮 行 為 的 調 節。利 用 被 動 回 避 測 試( passive avoidance test) 和高架十字迷宮大鼠模型( elevated plus maze,EPM) 和核團定位給藥技術,雙側杏仁核微注射低劑量( 2 ×6 pg) 的重組 TFF3 具有抗焦慮的作用,而高劑量( 2 ×60 pg) 的 TFF3 具有致焦慮的作用,證實**神經系統 TFF3 參與焦慮行為的雙向調節,也進一步提示神經肽 TFF3 **調控功能的復雜性。Shi 等利用新穎抑制攝食( novelty suppress feeding,NSF) 實驗發現,系統給予重組 TFF3 能顯著降低大鼠攝食潛伏期,進一步證實 TFF3 參與焦慮行為的調節。
2. 2 TFF3 與應激
應激會引起機體神經 - *** - **的適應性改變,嚴重的應激導致抑郁和焦慮。神經肽廣泛參與應激反應。利用 ELISA 方法,Shi 等證實慢性不可預見性應激可以導致基底外側杏仁核中 TFF3 的表達下降,提示 TFF3 可能參與應激反應。研究者隨后利用急性應激小鼠模型( 懸尾測試和強迫游泳測試) **發現,系統給予重組 TFF3 能顯著降低小鼠的懸尾不動和游泳不動時間,提示 TFF3 具有抗抑郁活性。Shi 等采用經典的慢性不可預見性應激大鼠模型,對 TFF3 的抗抑郁作用及其機制進行了深入研究,單次給予 TFF3 能顯著逆轉慢性應激誘導的抑郁樣行為,進一步明確 TFF3 具有良好的抗抑郁作用,同時發現,TFF3 的抗抑郁作用由基底外側杏仁核腦區 PI3K - Akt 信號通路介導。
2. 3 TFF3 與學習記憶
神經肽也廣泛參與認知、學習記憶等過程。2012 年,Shi 等**報道了 TFF3 參與學習記憶的研究 結 果。 利 用 新 穎 物 體 識 別 ( novel objectrecognition,NOR) 小鼠模型,**證實了訓練前系統給予重組 TFF3 能顯著提高小鼠學習記憶能力,并且能夠使記憶保持的更持久,進一步提示 TFF3 參與**神經系統**功能的調節。三葉因子的**功能研究進展
2. 4 TFF3 與成癮
**成癮是一種慢性復發性腦病,**成癮者戒斷后的軀體癥狀和心理渴**誘導其復吸的重要因素,多種神經肽參與**成癮及其戒斷后的復吸過程。史海水等采用納洛酮催促戒斷的方法,**發現系統給予 TFF3 能顯著改善急性戒斷后嗎依賴小鼠的軀體癥狀,包括跳躍行為和體重下降等,結果提示,TFF3 參與**成癮戒斷后的調節過程。利用條件性位置偏愛和行為敏化大鼠模型,外源性給予 TFF3 能顯著增強***的獎賞效應,表現為更容易形成位置偏愛和特定時間內自發活動的進一步增強。系統給予 TFF3 能顯著提高由***誘導的伏隔核腦區多巴胺含量增加,而對該腦區5 - 羥色胺和去甲腎上腺素含量沒有顯著影響,提示TFF3 強化***獎賞效應可能與其對多巴胺系統的調節有關( 結果待發表) 。
3 TFF3 與細胞信號轉導
來自外周組織的研究表明,TFF3 可直接通過自身未知受體或間接地通過表皮生長因子受體( epidermal growth factor receptor,EGFR) 調節磷脂酰肌醇 - 3 激 酶 ( phosphatidylinositol - 3 - kinasePI3K) 、細胞外信號調節激酶( extracellular signal -regulated kinase,ERK) 及其下游多種信號分子活性,包括: 核轉錄因子 - κB ( nuclear factorκB ,NF -κB) 、哺乳動物的雷帕霉素受體( mammalian target ofrapamycin,mTOR) 、糖原合成酶激酶 - 3β ( glycogensynthase kinase 3βGSK - 3β) 等,進而參與細胞遷移、細胞周期調控和轉錄水平的基因表達調控等過程( 如圖 1 所示) 。Wang 等研究發現,趨化因子受體 CXCR4 與 TFF2 具有較低的親和活性三葉因子的**功能研究進展,提示 TFF3的作用發揮可能與趨化因子受體家族存在關聯。趨化因子受體在**神經系統廣泛分布,與**反應、神經元可塑性、神經細胞增殖和存活等病理生理過程密切相關。Lubka M 等利用基因敲除技術證實: TFF3 敲除小鼠伴隨 Pttg1 表達下調和 Serpina3n表達上調。Shi 等發現,系統給予 TFF3 可以顯著提高特定腦區磷酸化 Akt 水平,而 PI3K 的特異性抑制劑 LY294002 能顯著逆轉 TFF3 對 Akt 的活性調節,進而阻斷 TFF3 的抗抑郁作用。
4 展望三葉因子的**功能研究進展
盡管已有研究鑒定出多種 TFF3 相互作用蛋白,但沒有充分證據它們是 TFF3 的直接受體,**神經系統是否存在 TFF3 的直接受體? TFF3 系統給藥能引起特定腦區活化,進而發揮**調控功能,TFF3 是否能直接透過血腦屏障,發揮**調控作用? 此外,除了已有的 TFF3 參與應激反應、情緒調節、學習記憶等過程外,神經肽 TFF3 在睡眠、神經***調節等生理過程中是否發揮作用還不得而知。隨著研究的深入,神經肽 TFF3 很可能會成為神經精神**發生機制研究和****研發的新靶點。