Ghrelin与生殖

【摘要】  Ghrelin对生殖激素(黄体生成素、泌乳素)具有一定的调节作用。Ghrelin及其受体系统广泛存在于生殖系统及其肿瘤中，提示Ghrelin可能对生殖系统具有重要的调节作用。本文就近年Ghrelin在鼠、灵长类、人类性腺及其肿瘤的表达和调节作用方面作一综述。

【关键词】  Ghrelin 生殖 卵巢 多囊卵巢综合征 睾丸

　　Ghrelin是新近发现的一种含有28个氨基酸残基的多肽，是生长激素促分泌素受体(Growth hormone secretagogue receptor，GHS_R)的天然配体，具有一系列内分泌和非内分泌功能。参与GH分泌、食物摄取和能量平衡的调节。研究显示能量稳态与生育力、生殖功能有关，Ghrelin调节生殖功能的研究逐渐引起关注。

　　1  Ghrelin对生殖内分泌的调节
   
　　Vulliemoz等［1］在卵巢切除无雌激素替代的恒河猴身上连续5h注射Ghrelin，使循环中Ghrelin水平逐渐达到基础值的2.9倍后显示：Ghrelin显著降低了黄体生成素(Luteinizing hormone，LH)释放的脉冲频率，但不影响其脉冲幅度，对瘦素、促卵泡激素(Follicle stimulating hormone，FSH)水平也无影响。Martini等［2］给青春期和成熟的雄性大鼠反复多次注射Ghrelin，可持续抑制LH分泌，并推迟青春期出现，表明高水平Ghrelin可抑制生殖腺轴的激活。体外实验也证实Ghrelin可显著抑制LH对促性腺激素释放激素(Gonadotropin_releasing hormone，GnRH)的反应性，并增强FSH对GnRH的反应性。另外，人体内实验也证实Ghrelin可延迟LH的释放并降低其脉冲幅度［3］。Ghrelin促进摄食作用是由下丘脑弓状核神经肽Y(Neuropeptide Y，NPY)、刺鼠相关肽(Agouti_related peptide，AGRP)神经元介导的，外周Ghrelin如何影响中枢GnRH神经元尚不清楚。限制食物摄入能抑制人类和其它物种LH脉冲式释放，同时AGRP和NPY的表达显著上调；给卵巢切除的恒河猴第三脑室注射AGRP或NPY均可抑制LH的脉冲式释放［4］，表明Ghrelin抑制LH释放可能是通过AGRP和NPY途径介导的。
   
　　由同一基因产生的第二种GHS_R内源性配基去辛酰化Ghrelin(Un_acylated ghrelin，  UAG)曾被认为在组织中含量少，无生物活性或在糖等代谢中UAG对Ghrelin效应起拮抗作用［5］。Martini等研究发现用UAG完全模拟Ghrelin抑制青春期前大鼠LH分泌和推迟青春期；持续抑制成熟雄性大鼠的LH分泌；并且对清醒大鼠快速联合注射辛酰化Ghrelin和UAG，与分别单次注射结果比较，显示UAG对Ghrelin抑制LH释放作用无明显拮抗作用。另有研究却显示转基因小鼠过度表达的UAG未能改变体内LH和FSH水平［6］。UAG对Ghrelin调节LH释放的趋同作用可能是独立于GHS_R1a(Ghrelin的受体形式之一)的途径。
   
　　Ghrelin促进人体泌乳素(Prolactin，PRL)的分泌作用较弱［7］。Tena_Sempere等［8］给大鼠腹腔或脑室注射Ghrelin则抑制PRL分泌，且无性别差异；Ghrelin还抑制患有高泌乳素血症雌性大鼠的PRL分泌；而体外实验显示下丘脑注射Ghrelin不能抑制PRL分泌，表明Ghrelin抑制PRL分泌可能是通过垂体外途径、独立于其它影响PRL分泌的因子(如5_羟色胺、氧化亚氮、多巴胺系统等)的介导。

　　2  Ghrelin在卵巢组织中的作用
   
　　大鼠的整个性周期中，卵巢(主要是黄体)持续表达Ghrelin，其表达水平呈动态变化：动情前期、晚孕期水平最低，动情间期(黄体期)、早孕期水平最高。周期性的表达模式恰好与黄体功能相称，提示Ghrelin的表达与黄体功能密切相关。给予绒毛膜促性腺激素或GnRH拮抗剂诱导排卵时，卵巢Ghrelin的表达受抑制；同时卵巢表达的Ghrelin具有组织特异性，因为在整个性周期内,血液中Ghrelin水平无明显变化［9］。
   
　　人卵巢有Ghrelin及GHS_R1a表达，并有明确的细胞定位。Ghrelin主要在卵巢间质细胞、成熟黄体表达，而各阶段卵泡、新形成和退化的黄体不表达。人卵巢组织广泛表达GHS_R1a，整个卵巢表面上皮、输卵管上皮纤毛细胞和来源于表面上皮的包涵囊肿可见GHS_R1a均匀的表达；且GHS_R1a的表达与滤泡的发育相平行；而其它体腔上皮来源细胞，如子宫内膜和子宫颈内膜无GHS_R1a表达［10］。只有与输卵管上皮组织相似的良性浆液性瘤和高分化浆液性囊腺癌有GHS_R1a表达。其余新生物如粘液性囊腺瘤、囊腺癌、子宫内膜肿瘤、透明细胞癌、卵巢纤维上皮瘤未见表达。大部分卵巢肿瘤来源于卵巢表面上皮。卵巢表面上皮组织及其相关肿瘤可能是全身性或局部Ghrelin潜在的靶器［11］。
   
　　Ghrelin及GHS_R1a在人卵巢的表达，可能与多囊卵巢综合征(Polycystic ovary syndrome，PCOS)病理生理有关［12］。胰岛素敏感的PCOS患者Ghrelin水平与健康对照组无统计学意义；而胰岛素抵抗的PCOS患者Ghrelin水平则明显低于健康对照组；胰岛素抵抗的PCOS患者用二甲双胍治疗后，Ghrelin水平显著增高；Ghrelin水平与胰岛素敏感性成正相关［13］。另有研究显示，PCOS患者Ghrelin水平与正常人相似或升高，与体重指数呈负相关［14］。有研究表明PCOS患者血浆Ghrelin水平与雄烯二酮呈显著负相关，与其它雄激素无明显相关性；用抗雄激素(弗他米特)治疗后，Ghrelin水平明显增高，雄激素是血浆Ghrelin水平的独立调节因子，Ghrelin和类固醇的合成和分泌相互作用［15］。也有研究显示Ghrelin水平与雄激素过多无相关性［13］。

　　3  Ghrelin在睾丸组织中的作用
   
　　Tena_Sempere等［16］报道大鼠出生后的整个发育阶段，睾丸均有Ghrelin基因表达，婴儿和青春期前Ghrelin的mRNA呈低水平表达，成熟期在Leydig细胞(睾丸间质细胞为睾丸类固醇生成细胞)呈选择性高表达。注射细胞毒素(Ethylene dimethane sulfonate，EDS)复合物选择性去除成熟的Leydig细胞后，睾丸组织中未检测到Ghrelin mRNA；而Leydig细胞再生后，又可检测到Ghrelin mRNA，Leydig细胞可能是大鼠睾丸Ghrelin的原始来源。
   
　　在垂体摘除时间较长的大鼠模型中发现：睾丸Ghrelin mRNA和蛋白表达显著减少；而用人绒毛膜促性腺素替代治疗后，可部分恢复睾丸Ghrelin mRNA和蛋白表达。给正常大鼠快速注射人绒毛膜促性腺素，睾丸Ghrelin mRNA迅速升高，4h达到最高峰；而快速注入FSH不能模拟这种Ghrelin mRNA的急性表达反应［17］。而且绒毛膜促性腺激素受体在睾丸Leydig细胞呈选择性表达，LH是调节Leydig细胞分化的主要内分泌因子。Ghrelin选择性定位于大鼠分化成熟的Leydig细胞，并受垂体激素LH的调节，这种特异性表达可能与青春期睾丸的生物学功能相适应。Ghrelin在睾丸的表达是由LH直接调节还是由其诱导的局部因子调节尚需进一步研究。
   
　　在大鼠出生后睾丸整个发育过程GHS_R表达与Ghrelin类似，随发育阶段不同表达水平波动，成熟期高表达；然而，采用EDS选择性破坏Leydig细胞后，GHS_R的mRNA仍持续表达，表明GHS_R主要细胞来源不是Leydig细胞［16］。另有研究显示，GHS_R1a散在分布在青春期后大鼠睾丸，具有生精作用的Sertoli细胞和Leydig细胞呈高表达，并具有阶段特异性和激素调节的特点。体内、外实验均证实：FSH和Ghrelin均增加大鼠睾丸组织GHS_R和特异的GHS_R1a mRNA的表达［18］。GHS_R基因的精确表达可能是调节Ghrelin在大鼠睾丸组织生物作用的关键因子。

   
　　人类睾丸也检测到Ghrelin和GHS_R1a的mRNA［19］。Ghrelin主要在Leydig细胞表达，Sertoli细胞呈少量表达，但精子发生的各个阶段均未检测到Ghrelin；而睾丸细胞广泛表达GHS_R1a受体，且生殖细胞也可检测到。有研究显示低分化的Leydig细胞瘤、精原细胞瘤、胚胎性癌无Ghrelin表达，有GHS_R1a低水平表达。高分化的Leydig细胞瘤、曲细精管发育不全时Sertoli细胞同时表达Ghrelin和GHS_R1a。
   
　　Ghrelin抑制睾酮释放的机制尚未明确。体外实验表明Ghrelin可抑制人绒毛膜促性腺素以及环磷腺苷诱导的睾酮分泌。人绒毛膜促性腺素诱导的睾酮分泌中, Ghrelin的抑制作用可能与其抑制睾酮合成相关酶(如StAR蛋白、P450、HSD、17β_HSD Ⅲ)的表达有关，并呈剂量依赖性［16］。另有报道，Ghrelin注射在大鼠睾丸内可显著减少分化中和未成熟Leydig细胞的增殖活性，这种反应伴随干细胞因子的mRNA水平降低［20］。
   
　　人类与大鼠睾丸中Ghrelin及其功能性受体表达、细胞分布相似，提示Ghrelin可直接调控哺乳动物睾丸的生物学功能。

　　4  结语
   
　　Ghrelin参与生殖内分泌调节，与黄体功能关系密切，可直接调控哺乳动物睾丸的生物学功能；Ghrelin在PCOS、睾丸肿瘤的发病中扮演一定角色，卵巢表面上皮组织及其相关肿瘤可能是其全身性或局部潜在的靶器。对Ghrelin在生殖系统作用的认识，为人类生殖生理研究和生殖肿瘤防治提供了新的方向。

 

【】
  　　［1］Vulliemoz NR, Xiao E, Xia_Zhang L.Decrease in luteinizing hormone pulse frequency during a five_hour peripheral Ghrelin infusion in the ovariectomized rhesus monkey［J］. Clin Endocrinol Metab, 2004, 89(11): 5 718-5 723.

　　［2］Martini AC, Fernandez_Fernandez R, Tovar S. Comparative analysis of the effects of Ghrelin and Un_Acylated ghrelin upon luteinizing hormone secretion in male rats［J］. Endocrinology， 2006， 147(5): 2 374-2 382.

　　［3］Kluge M, Schussler P, Uhr M, et al. Ghrelin suppresses secretion of luteinizing hormone(LH)in humans［J］. Clin Endocrinol Metab， 2007， 5［Epub ahead of print］

　　［4］Vulliemoz NR, Xiao E, Xia_Zhang L, et al.Central infusion of AGRP suppresses pulsatile release in ovariectomized rhesus monkeys［J］. Endocrinology， 2005, 146(2): 784-789.

　　［5］Gauna C, Delhanty PJ, Hofland LJ, et al. Ghrelin stimulates, whereas des_octanoyl ghrelin inhibits, glucose output by primary hepatocytes［J］. Clin Endocrinol Metab, 2005, 90(2)： 1 055－1 060.

　　［6］Wei W, Qi X, Reed J, et al.Effect of chronic hyperghrelinemia on ingestive action of ghrelin［J］.Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol，2006,290(3): 803-808.

　　［7］Arosio M, Ronchi CL, Gebbia C,et al. Ghrelin administration affects circulating pituitary and gastro_enteropancreatic hormones in acromegaly［J］. European Journal of Endocrinology, 2004, 150： 27-32.

　　［8］Tena_Sempere M, Aguilar E, Fernandez_Fernandez R, et al. Ghrelininhibits prolactin secretion in prepubertal rats［J］. Neuroendocrinology， 2004， 79(3): 133-141.

　　［9］Caminos JE, Tena_Sempere M, Gaytan F, et al. Expression of ghrelin in the cyclic and pregnant rat ovary［J］. Endocrinology,2003,144(4): 1 594-1 602.

　　［10］Gaytan F, Barreiro ML, Chopin LK, et al. Immunolocalization of ghrelin and its functional receptor,the type 1a growth hormone secretagogue receptor, in the cyclic human ovary［J］. Clin Endocrinol Metab, 2003, 88(2): 879-887.

　　［11］Gaytan F, Morales C, Barreiro ML,et al. Expression of growth hormone secretagogue receptor type 1a, the functional ghrelin receptor, in human ovarian surface epithelium, mullerian duct derivatives, and ovarian tumors［J］. Clin Endocrinol Metab, 2005,90(3): 1 798-1 804.

　　［12］Komarowska H, Wasko R, Iwanik K, et al. Ghrelin ovarian cell expression in patients with polycystic ovary syndrome: an immunohistochemical evaluation［J］. Horm Metab Res, 2006, 38(12): 783-788.

　　［13］Schofl C, Horn R, Schill T, et al. Circulating ghrelin levels in patients with polycystic ovary syndrome［J］. Clin Endocrinol Metab, 2002, 87(10): 4 607-4 610.

　　［14］Wasko R, Komarowska H, Warenik_Szymankiewicz A, et al. Elevated ghrelin plasma levels in patients with polycystic ovary syndrome［J］. Horm Metab Res, 2004, 36(3): 170-173.

　　［15］Gambineri A, Pagotto U, Tschop M, et al. Anti_androgen treatment increases circulating ghrelin levels in obese women with polycystic ovary syndrome［J］. Endocrinol Invest, 2003, 26(7): 629-634.

　　［16］Tena_Sempere M, Barreiro ML, Gonzalez LC, et al. Novel expression and functional role of ghrelin in rat testis［J］. Endocrinology, 2002, 143(2): 717-725.

　　［17］Barreiro ML, Gaytan F, Caminos JE, et al. Cellular location and hormonal regulation of ghrelin expression in rat testis［J］. Biol Reprod, 2002, 67(6): 1 768-1 776.

　　［18］Barreiro ML, Suominen JS, Gaytan F, et al. Developmental, stage_specific, and hormonally regulated expression of growth hormone secretagogue receptor messenger RNA in rat testis［J］. Biol Reprod, 2003, 68(5): 1 631-1 640.

　　［19］Gaytan F, Barreiro ML, Caminos JE， et al. Expression of ghrelin and its functional receptor, the type 1a growth hormone secretagogue receptor, in normal human testis and testicular tumors［J］. Clin Endocrinol Metab, 2004, 89(1): 400-409.

　　［20］Barreiro ML, Gaytan F, Castellano JM, et al. Ghrelin inhibits the proliferative activity of immature Leydig cells in vivo and regulates stem cell factor messenger ribonucleic acid expression in rat testis［J］. Endocrinology, 2004, 145(11): 4 825-4 834.