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神经肽是生物体内重要的生物活性分子,广泛参与机体生理病理过程,成为诸多**的潜在**靶点。三叶因子( trefoil factor,TFF) 属神经肽家族,是一类富含半胱氨酸的小分子肽。因其分子构象都有一个或多个“三叶草形结构”,又称三叶肽( trefoil peptide) 。TFFs 主要包括乳腺癌相关肽( TFF1/PS2) 、解痉多肽( TFF2 /SP) 和肠三叶因子( TFF3 / ITF)3 个家族成员。1982 年**个家族成员在乳腺癌 MCF -7 细胞中被发现,命名为乳腺相关肽( breast cancer associated pS2 peptide,PS2/TFF1)。同 年,在 猪 胰 岛 中 发 现 了 解 痉 多 肽( spasmolytic polypeptide,SP/TFF2) 。1991 年,Suemeri等**在鼠体内空肠组织中发现 TFF3。TFF3 结构保守,具有抗酸、抗蛋白酶和抗热分解等特性,在胃、肠道、胰岛、呼吸道、唾液腺、**组织均发现了TFF3 的表达。在哺乳动物体内,TFF3 在保护粘膜上皮细胞、抗凋亡、**调节、抑制肿瘤生长等生理病理过程中发挥重要作用。TFF3 可能是肿瘤,特别是消化系统肿瘤的预测因素和肿瘤抑制因素。TFF3 在**神经系统的表达具有组织特异性和阶段特异性,提示其可能与机体****神经系统活动调节有关。
1 TFF3 的分子结构及其**神经系统的表达
TFF3 分子由 59 个氨基酸残基组成,含有一个P 结构域,存在单体及二聚体形式,单体分子量约为6. 7KD,两个单体分子可以通过分子间二硫键( SCys58-SCys58) 共价连接,二聚体分子量约为 13KD。对其组织定位的早期研究发现,TFF3 主要在小肠以及结肠的杯状细胞、胃窦粘膜中表达,在胰腺、前列腺、乳腺、唾液腺等腺体中有较低水平表达。利用原位杂交、定量 PCR 等方法,Ogata 等发现,垂体组织有TFF3 存在,提示其可能作为神经肽发挥作用。此外,**神经系统 TFF3 的表达位点还包括下丘脑的视上核( hypothalamic supraoptic nucleus,SON) 和室旁核( paraventricular nucleus,PVN) 的大细胞性神经元,海马( CA1、CA2、CA3 亚区的神经元胞体和部分纤维) 、杏仁核、皮层等脑区。在 PVN 脑区,99% 的催产素能神经元表达 TFF3; 垂体前叶中的TFF3 与催产素共存于同一分泌小泡中,提示其可能与催产素具有相似的生理功能或者存在交互作用。同时,TFF3 在上述脑区的表达呈现阶段特异性,而 TFF3 表达涉及脑区在生物体摄食、学习记忆、情绪、神经 - *** - **调节等生理过程发挥重要作用,由此推测,TFF3 可能作为神经递质/调质或**影响**神经系统发育,调控机体**神经系统功能。
2 TFF3 的**调节功能
TFF3 的功能研究主要集中在外周组织的生理病理过程。在生理状态下,TFF3 主要由胃肠道黏膜组织及其他黏膜组织中的分泌细胞分泌,TFF3 通过增加上皮细胞迁移、抑制上皮细胞凋亡来促进损伤组织的修复和**。当机体发生消化系统炎症、肿瘤等病理性改变时,TFF3 会伴随病理过程而发生异常表达和/或持续分泌,而 TFF3 的表达变化与**发生、发展及预后相关。因此,TFF3 被认为是消化道相关**的诊断及预后的潜在临床标志物。目前有关 TFF3 参与**神经系统调控的研究较少。1998 年,Mashimo 等利用基因敲除技术发现,TFF3敲除小鼠不表现出明显的神经发育和功能异常。2008 年,Lubka M 等证实,TFF3 敲除能引起小鼠听力损伤,并加速老年聋,提示 TFF3 在感觉神经信号传递系统中发挥重要作用。作者所在研究小组近年来一直关注 TFF3 的**神经系统调控功能,通过外源性给予重组 TFF3 的方法,评价 TFF3 **调节功能及其可能机制,取得了系列发现。
2. 1 TFF3 与情绪调节
1999 年,Schwarzberg H 小组**报道了 TFF3参与焦 虑 行 为 的 调 节。利 用 被 动 回 避 测 试( passive avoidance test) 和高架十字迷宫大鼠模型( elevated plus maze,EPM) 和核团定位给药技术,双侧杏仁核微注射低剂量( 2 ×6 pg) 的重组 TFF3 具有抗焦虑的作用,而高剂量( 2 ×60 pg) 的 TFF3 具有致焦虑的作用,证实**神经系统 TFF3 参与焦虑行为的双向调节,也进一步提示神经肽 TFF3 **调控功能的复杂性。Shi 等利用新颖抑制摄食( novelty suppress feeding,NSF) 实验发现,系统给予重组 TFF3 能显著降低大鼠摄食潜伏期,进一步证实 TFF3 参与焦虑行为的调节。
2. 2 TFF3 与应激
应激会引起机体神经 - *** - **的适应性改变,严重的应激导致抑郁和焦虑。神经肽广泛参与应激反应。利用 ELISA 方法,Shi 等证实慢性不可预见性应激可以导致基底外侧杏仁核中 TFF3 的表达下降,提示 TFF3 可能参与应激反应。研究者随后利用急性应激小鼠模型( 悬尾测试和强迫游泳测试) **发现,系统给予重组 TFF3 能显著降低小鼠的悬尾不动和游泳不动时间,提示 TFF3 具有抗抑郁活性。Shi 等采用经典的慢性不可预见性应激大鼠模型,对 TFF3 的抗抑郁作用及其机制进行了深入研究,单次给予 TFF3 能显著逆转慢性应激诱导的抑郁样行为,进一步明确 TFF3 具有良好的抗抑郁作用,同时发现,TFF3 的抗抑郁作用由基底外侧杏仁核脑区 PI3K - Akt 信号通路介导。
2. 3 TFF3 与学习记忆
神经肽也广泛参与认知、学习记忆等过程。2012 年,Shi 等**报道了 TFF3 参与学习记忆的研究 结 果。 利 用 新 颖 物 体 识 别 ( novel objectrecognition,NOR) 小鼠模型,**证实了训练前系统给予重组 TFF3 能显著提高小鼠学习记忆能力,并且能够使记忆保持的更持久,进一步提示 TFF3 参与**神经系统**功能的调节。三叶因子的**功能研究进展
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2. 4 TFF3 与成瘾
**成瘾是一种慢性复发性脑病,**成瘾者戒断后的躯体症状和心理渴**诱导其复吸的重要因素,多种神经肽参与**成瘾及其戒断后的复吸过程。史海水等采用纳洛酮催促戒断的方法,**发现系统给予 TFF3 能显著改善急性戒断后吗依赖小鼠的躯体症状,包括跳跃行为和体重下降等,结果提示,TFF3 参与**成瘾戒断后的调节过程。利用条件性位置偏爱和行为敏化大鼠模型,外源性给予 TFF3 能显著增强***的奖赏效应,表现为更容易形成位置偏爱和特定时间内自发活动的进一步增强。系统给予 TFF3 能显著提高由***诱导的伏隔核脑区多巴胺含量增加,而对该脑区5 - 羟色胺和去甲肾上腺素含量没有显著影响,提示TFF3 强化***奖赏效应可能与其对多巴胺系统的调节有关( 结果待发表) 。
3 TFF3 与细胞信号转导
来自外周组织的研究表明,TFF3 可直接通过自身未知受体或间接地通过表皮生长因子受体( epidermal growth factor receptor,EGFR) 调节磷脂酰肌醇 - 3 激 酶 ( phosphatidylinositol - 3 - kinasePI3K) 、细胞外信号调节激酶( extracellular signal -regulated kinase,ERK) 及其下游多种信号分子活性,包括: 核转录因子 - κB ( nuclear factorκB ,NF -κB) 、哺乳动物的雷帕霉素受体( mammalian target ofrapamycin,mTOR) 、糖原合成酶激酶 - 3β ( glycogensynthase kinase 3βGSK - 3β) 等,进而参与细胞迁移、细胞周期调控和转录水平的基因表达调控等过程( 如图 1 所示) 。Wang 等研究发现,趋化因子受体 CXCR4 与 TFF2 具有较低的亲和活性三叶因子的**功能研究进展,提示 TFF3的作用发挥可能与趋化因子受体家族存在关联。趋化因子受体在**神经系统广泛分布,与**反应、神经元可塑性、神经细胞增殖和存活等病理生理过程密切相关。Lubka M 等利用基因敲除技术证实: TFF3 敲除小鼠伴随 Pttg1 表达下调和 Serpina3n表达上调。Shi 等发现,系统给予 TFF3 可以显著提高特定脑区磷酸化 Akt 水平,而 PI3K 的特异性抑制剂 LY294002 能显著逆转 TFF3 对 Akt 的活性调节,进而阻断 TFF3 的抗抑郁作用。
4 展望三叶因子的**功能研究进展
尽管已有研究鉴定出多种 TFF3 相互作用蛋白,但没有充分证据它们是 TFF3 的直接受体,**神经系统是否存在 TFF3 的直接受体? TFF3 系统给药能引起特定脑区活化,进而发挥**调控功能,TFF3 是否能直接透过血脑屏障,发挥**调控作用? 此外,除了已有的 TFF3 参与应激反应、情绪调节、学习记忆等过程外,神经肽 TFF3 在睡眠、神经***调节等生理过程中是否发挥作用还不得而知。随着研究的深入,神经肽 TFF3 很可能会成为神经精神**发生机制研究和****研发的新靶点。