神经肽，阿片肽及其受体中山大学中山医学院人体解剖教研室周丽华教授zhoulihmail.sysu.edu.cn一、神经肽概论神经肽的合成与代谢神经肽受体神经肽的多信使机制神经肽的特点神经肽与神经递质的比较（一）神经肽的概念神经肽（Neuropeptide）：主要存在于神经元内，起着信息传递作用的一类生物活性多肽。按其作用方式不同，分别起着递质、调质或激素的作用。神经肽有100多种，分子由3-50个氨基酸组成实验技术 （1）放射免疫分析 含量 （2）免疫细胞化学 定位 （3）多肽化学 氨基酸序列 （4）基因工程 受体克隆存在于突触前突起突触前突起中有递质的合成 酶,且突触有降解酶的机制生理刺激能诱导突触前末梢 释放递质离子电泳合适数量的该物质 可以模拟生理反应影响不同酶促或生物物理步 骤的药物能对该物质的合成 、储存、释放、激活及重摄 取等产生预期的效果证实该生物活性物质的化学 本质是肽类建立产生最大量的提纯该肽 的抽提和分离步骤确定肽的化学和物理性质确定肽的氨基酸顺序化学合成肽并制备肽抗体鉴定抗体的特征原位方法鉴定抗体的特征将合成物质置于神经元处能 引起反应神经递质神经肽（二）. 神经肽的分类根据神经肽的结构、功能及存在部位分类：(1) 速激肽（tachykinins）： P物质（substance P, SP）；神经激肽 A (neurokinin A, NKA）；神经激肽 B （neurokinin B, NKB）。(2) 阿片肽（opioid peptides）：脑啡肽（enkephalins, EK）；-内啡肽（-endophin, -EP）；强啡肽（dynorphin, DYN）(3)垂体肽: 加压素（vasopressin, VP）和催产素（oxytocin, OT）； 促肾上腺皮质激素（ACTH）(4)血管活性肠肽 (vasoactive intestinal peptide, VIP）(5) 生长激素释放激素（GHRH）(6) 胆囊收缩素-8（cholecystokinin-8, CCK-8）(7) 胰多肽相关肽（pancreatic polypeptide-related peptides）:神经肽Y（neuropeptide Y, NPY）, 胰多肽( PP)，生长激素抑制素（somatostatin, SS）(8) 甘丙肽（galanin）(9) 神经降压肽（neurotensin, NT）(10) 降钙素基因相关肽（calcitonin-gene related peptide,CGRP）(11) 内皮素：内皮素-1（endothelin-1, ET-1), ET-2, ET-3(12) 血管紧张素(angiotensin, AT): 血管紧张素-I (A-I) 和血管紧 张素II (A-II)。(13)促皮质激素释放因子（corticotrophin releasing factor, CRF ）(14) 心钠素（atrial natriuretic factor, ANF）: -心钠素(ANF) 和脑钠素(BNP)等。(15) 启动子区编码区无活性神经 肽前体神经肽基因肽原（三)神经肽的合成与代谢启动子区神经肽基因神经肽前体神经肽前体翻译后加工翻译后修饰大致密性囊泡神经肽的释放神经肽的储存1. 神经肽的合成（1）基因激活-DNA转录-RNA转译-翻译 成无活性的前体蛋白； 核糖体将氨基 酸组装成一个大的（18-25氨基酸）多 肽无活性神经肽前体； 然后在内质网内切除信号肽，降解成一个较小的 激素原神经肽原 （神经肽前体的合成）（2）神经肽原和相应的加工酶一起装入囊泡。神经肽原被运输到高尔 基体并被酶切（胰蛋白酶样转化酶 羧肽酶H-甘氨酸酰化酶），并修饰成有生物活性的神经肽 （神经肽前体翻译后加工）肽的分子结构与功能的关系肽的生物活性常常与其分子中某一位置上的一个 或几个氨基酸残基有关，如果这一个或几个氨 基酸残基的分子发生变化，即使是微小的变化 ，也可能导致肽的生物活性发生巨大变化。TRH 3肽: 焦谷-组-脯酰胺 组氨酸的咪唑基第三位氮被氧化,活性提高10倍; 第一位氮甲基化,活性降到0.04%.2. 神经肽运输，储存 神经肽合成后也储存大的致密囊泡中。神经末梢含有两 种囊泡，一种是直径为30-40 nm的突触囊泡，只含经 典递质，另一种是直径大于70 nm大囊泡，含神经肽 和经典递质。3. 神经肽的释放位于神经末梢大致密性的囊泡内神经肽经细胞膜的胞吐作用旁分泌或 自分泌3. 神经肽的释放特点神经肽的释放与经典递质相似，电刺激或高钾的去极化 都可使经典递质和神经肽释放，两者都依赖于细胞 外钙离子的存在，即都是以Ca2+依赖形式释放的。经典递质：单个AP即可引起释放，单位时间内释放递质 多，持维时间短。神经肽：多个AP引起释放，高频或成簇刺激引起释放， 单位时间内释放量较少，但持续时间长；一次大量 释放后，要有较长时间才能恢复。一般单个或低频刺激仅引起经典递质释放，刺激频率增 加，神经肽释放也增加。从DNA到mRNA的转录过程是以小时为单位，从mRNA到活性肽前体的生成过程是以分钟为单位，从活性肽前体到活性肽的生成是以小时为单位，活性肽从胞体运送的突触前末梢以小时或天为 单位;活性肽的释放以ms为单位，活性肽与受体作用以us为单位。包被在囊泡中的活性肽在轴浆运输过程中不断降解，甚至失活。例如-内啡肽（-EP131），脑内-EP能神经元主要在下丘脑弓状核，其长轴突绕行伏核导最后到达中脑导水管灰质、蓝斑等。 在这长时间的运输过程中（十几几十小时），-EP的前体逐渐 加工成-EP，但有一部分-EP在羧基肽酶和羧基二肽酶作用下 从羧基端水解，生成-EP127，其生理作用大大减弱。因此，当 -EP到达PAG时，免疫活性依然存在，而生理活性大大减弱。下丘脑弓 状核PAG-EP也有相反例子：血管紧张素 ATII ATIII 。血管紧张素原由肝脏生成后入血，经肾素作用生成血管紧张素I（ATI），ATI是十肽。AT1具有使小血管平滑 肌收缩的作用，使血压上升。ATI经血管紧张素转化酶作用切去羧基端两个aa形成ATII ，具有强大缩血管作用。ATII经天门氨酸肽酶作用切去N一端天门氨酸形成ATIII ，也具有缩血管作用。神经肽通过酶解失活，不存在再摄重机制。酶促降解是神经肽的降解灭活的重要方式。脑内有氨基 肽酶，羧基肽酶和内切酶, 使神经肽降解和灭活。降解酶；氨肽酶，羧肽酶和内肽酶。上述三种酶一般特 异性不高。酶促降解的生理作用有两种：1 通过某些酶控制体内某一种肽的水平。2 通过某些酶使其灭活而中止其作用，为传递下一个信号作好准备。5. 神经肽的失活 神经肽受体绝大多数属于鸟甘酸调节蛋白，即G 蛋白（guanine nucleotide-binding regulatory protein）偶联受体。1: G蛋白 G-protein 是可与鸟嘌呤核苷酸可逆性 结合，与膜受体偶联而具有信号转导作用的蛋 白质家族（四） G蛋白耦联受体介导的跨膜信号转导活化型非活化型G 蛋白：与细胞膜受体偶联的G蛋白由3 个不同的亚基组成，又称为异三聚体G蛋白。2。 G 蛋白信号转导机制G 蛋白通过 AC 的信号转导G蛋白通过某些受体门控离子通道的信号转导G 蛋白通过 PLC 的信号转导G 蛋白通过 cGMP-PDE 的信号转导3: 效应器酶、第二信使及蛋白激酶腺苷酸环化酶、（催化ATP生成cAMP）、PKA；磷酸二脂酶（催化GTP降解为cGMP ）、离子通 道或PKG；磷脂酶C、（催化细胞膜磷脂生成IP3、DAG和 Ca2+）、 Ca2+通道与PKC;4：蛋白激酶使底物磷酸化 phosphorylation cascade多个环节可调、信号逐级放大3: G 蛋白通过 AC 的信号转导机制底物蛋白磷酸化（五）神经肽与经典递质的共 存 蓝斑核的NA-NPY；中缝大核的5-HT与SP，TRH；中脑DA与CCK。外周神经ACh与VIP； NA与NPY，等等。神经递质和神经肽的比较 中到高含量 与受体高亲和力 低潜力 高度专一性 中等的合成速率 在胞体或末梢直接合成 神经末梢重吸收再利用 小分子 适宜于完成迅速而精确 的神经调节 含量极低 与受体低亲和力 极高的潜能 高度专一性 低合成速率 由大分子的前提裂解而 成 酶降解失活 小到中等大的小分子 适宜于缓慢而持久的功 能变化调节神经递质神经肽（六）. 神经肽的作用方式 神经肽能以神经递质，神经调质，神经内分泌或旁分泌等方式起作用。(1) 神经内分泌方式在下丘脑合成的催产素，加压素,促皮质激素释放激素,促甲状腺 激素释放激素等神经肽是神经内分泌物质，从神经末梢释放到垂体 发挥作用,或从垂体释放进入血液循环，作用于远距离的靶细胞， 起到神经激素或外周激素的作用。垂体前叶垂体后叶下丘脑(2)神经递质作用方 式 神经肽从神经末梢释放后，像经 典递质一样，通过 突触间隙作用于突 触后膜受体，引起 突触后神经元或靶 细胞发生兴奋性或 抑制性变化。(3)神经调质方式 更多的神经肽是作为调质对突触传递起调节的作用, 即它 们本身不直接引起靶细胞产生动作电位，但可以改变突 触前终末递质的释放或改变靶细胞对释放的递质的效应 。(4)其他作用方式对神经元有神经营养作用、对免疫细胞有细胞因子样作用。（七）神经肽的特点（1） 肽类物质是由神经内分泌细胞分泌的，这种细胞是神经系统在进化中出现的第一种神经元 。（2）神经肽在系统发育上高度保守，类似的物质或类似的氨基酸顺序可出现在脊椎动物和无脊 椎动物的不同体系中。（3）许多肽能神经元在胚胎上可能起源于一种神经外胚层的前体细胞，具有摄取胺前体并脱羧 的生化特征（APUD细胞）（4）神经肽合成过程复杂，组织中肽的mRNA不一定都能生成有生物活性的神经肽。神经肽前 体的翻译后加工，除受酶的控制外，还受组织 特异性和生理调控的影响。因此同一前体的终 产物有所不同。前阿黑皮素原（1）腺垂体（4）神经肽功能的多样性同一种神经肽可具有多种功能，同一种肽的 不同成员对同一器官的效应也不一样； 神经肽 的功能受剂量、作用部位、动物种属的影响。（A）同一类肽具有多样功能： 同一类肽对同一器官其效应也不一样, 如内源性阿片肽除 镇痛效应外，还对循环，呼吸，消化，运动，内分泌， 体温，免疫的功能起调节作用，造成内阿片肽多样化的 生理功能。同是内源性阿片肽家族对心血管系统的效应也不一样，例 如，L-ENK使心率减弱，对血压则升降不恒定;-EP是 短暂升压，长时间降压；用纳洛酮处理后，仅对 -EP 的降压和L-ENK的升压有对抗作用，对-EP的升压无明 显影响。（B）同一肽剂量不同，作用部 位不同，动物属性不同功能也 不同。 CCK-8在中枢：小剂量有抗阿片作用，大剂量有促阿片肽释 放作用。a-MSH在两栖类和爬行类主要 起调节皮肤颜色的作用，在哺 乳类则可促进胎儿发育的作用 。（C）作用部位的复杂性 神经肽既可作用于中枢也可作用于外周。同一神经肽在中枢不同部位可以表现不同的作用，甚至相反的作用。例如: b-EP在中枢有镇痛和抑制呼吸的作用，在外周有免疫调节作 用。CGRP作用: 外周参与炎症反应；脊髓参与痛觉信息传递: 在脊髓背角，传入神经中枢端释放CGRP，传递和调节痛觉信息的传递； 在脑内CGRP发挥镇痛作用，与脊髓的作用相反.同一种肽对不同细胞的作用不同，可产生多种效应。 如血管紧张素 II作用于机体有关器官的不同细胞上的AII受体，可增加动物的 饮水行为，增加ADH的释放和醛固酮的分泌，增强NA的效应和血 管分泌。这些效应从整体上是协调一致的。(D) 作用方式的复杂性同一神经肽可以递质传递方式作用 于效应细胞，引起相应功能效