蛋氨酸腦啡肽在免疫相關(guān)疾病中的應(yīng)用

蛋氨酸腦啡肽在免疫相關(guān)疾病中的應(yīng)用

1蛋酸腦咖啡因的研究歷史初步回顧1.1阿片受體的功能特性人們早就知道這種藥物不僅具有強烈的鎮(zhèn)痛作用，而且具有明顯的欣快感和品味。藥理學(xué)家們長期以來一直在探索阿片的作用機制,并且積累了豐富的資料。1962年我國學(xué)者鄒岡、張昌紹提出了腦內(nèi)存在嗎啡有效作用位點的設(shè)想,引發(fā)了尋找腦內(nèi)嗎啡類藥物專一性結(jié)合位點的熱潮。根據(jù)嗎啡作用的高度選擇性、立體結(jié)構(gòu)專一性及拮抗劑的競爭性等特點,采用受體藥理學(xué)方法,人們終于在1973年成功提取了阿片受體,之后陸續(xù)確定了μ(mu)、δ(delta)和κ(kappa)等不同類型的阿片受體的功能特性。但是由于技術(shù)上的原因,尋找受體基因的難度很大。直到1992年~1993年,δ受體、μ受體和κ受體基因才先后由幾家實驗室差不多同時克隆成功。這些受體均為G蛋白偶聯(lián)的7次跨膜螺旋結(jié)構(gòu),3種受體分別由371/372,398,380個氨基酸殘基所組成,3種cDNA之間的核苷酸相同程度達(dá)60%~75%左右。1989年新受體“zeta”被發(fā)現(xiàn),該受體不同于其他阿片受體如δ、μ、κ等,其介導(dǎo)細(xì)胞生長調(diào)控,又稱為OGFr。1.2蛋氨酸腦啡肽自從發(fā)現(xiàn)了阿片肽受體,人們就開始了尋找體內(nèi)能直接作用于阿片受體的內(nèi)源性物質(zhì)的研究。在1975年,人們終于找到了這種內(nèi)源性阿片樣物質(zhì)。最早被發(fā)現(xiàn)的就是腦啡肽:它是由5個氨基酸殘基組成的多肽。腦啡肽的第五位氨基酸殘基存在兩種不同形式(分別為蛋氨酸或亮氨酸),第五位為蛋氨酸的則取名為蛋氨酸腦啡肽(methionine-enkephalin,Met-ENK)。1982年,人們采用分子生物學(xué)技術(shù)尋找各類阿片肽的前體結(jié)構(gòu)及其基因克隆取得成功。研究結(jié)果表明前腦啡肽原含263或267個氨基酸殘基,可酶切加工出不同的腦啡肽。至此,腦啡肽的結(jié)構(gòu)已基本搞清,但它的合成、釋放及生物活性還有很多細(xì)節(jié)有待研究。對蛋氨酸腦啡肽的早期藥用價值研究是將其作為鎮(zhèn)痛劑和神經(jīng)遞質(zhì)來進行的,但隨著研究的深入,人們發(fā)現(xiàn)其受體在中樞神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)以及腫瘤組織和正常組織細(xì)胞均有分布,于是開始研究蛋氨酸腦啡肽對免疫系統(tǒng)、腫瘤細(xì)胞和正常細(xì)胞的作用,結(jié)果發(fā)現(xiàn)蛋氨酸腦啡肽參與免疫反應(yīng)的調(diào)控、影響細(xì)胞增殖,因此人們逐漸將研究重點轉(zhuǎn)移到與免疫系統(tǒng)相關(guān)的疾病上,如腫瘤、艾滋病。因其對細(xì)胞生長具有抑制作用,蛋氨酸腦啡肽也被稱為阿片生長因子(opioidgrowthfactor,OGF)。2met-enk的生物學(xué)功能和作用機制2.1對鎮(zhèn)痛作用的傳遞Met-ENK通過與其受體結(jié)合降低神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)cAMP水平和鈣傳導(dǎo),抑制神經(jīng)傳遞,從而起到鎮(zhèn)痛作用。有人將前腦啡肽基因的質(zhì)粒導(dǎo)入哺乳類體細(xì)胞系細(xì)胞,轉(zhuǎn)化細(xì)胞在體外培養(yǎng)條件下能合成腦啡肽并將其分泌到細(xì)胞外,分泌量可通過調(diào)整細(xì)胞數(shù)量來適應(yīng)不同個體,以滿足鎮(zhèn)痛的需要,如緩解艾滋病患者的全身疼痛。2.2在絲裂原和lps刺激的t細(xì)胞上的免疫作用能夠與Met-ENK結(jié)合的δ受體、μ受體廣泛存在于免疫系統(tǒng)的淋巴細(xì)胞、單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、粒細(xì)胞中,Met-ENK通過與這些細(xì)胞表面的受體作用,雙向調(diào)控胞內(nèi)cAMP、鈣、蛋白激酶K、蛋白激酶A水平,這些第二信號通路影響細(xì)胞功能和造血細(xì)胞的生長,包括細(xì)胞因子的釋放。①對NK細(xì)胞的作用:Burger等的實驗結(jié)果顯示:體內(nèi)注射Met-ENK能增強感冒病毒A感染小鼠NK細(xì)胞的活性;②對T細(xì)胞的作用:Met-ENK能夠增強雄鼠絲裂原(Con-A和LPS)刺激的T細(xì)胞增殖,而對于雌鼠則沒有這種作用。Met-ENK能夠顯著增強感冒病毒A感染小鼠CTL細(xì)胞的活性。Met-ENK及其片段Tyr-Gly-Gly都能增強絲裂原刺激的淋巴細(xì)胞增殖;③對巨噬細(xì)胞的作用:Met-ENK能對巨噬細(xì)胞的多種功能進行調(diào)節(jié),包括免疫反應(yīng)和炎癥反應(yīng)。體外刺激大鼠腹腔巨噬細(xì)胞能夠促進H2O2與NO的產(chǎn)生,而這兩種活性物質(zhì)與巨噬細(xì)胞殺菌和抗腫瘤作用有關(guān);④對細(xì)胞因子的影響:細(xì)胞因子對于免疫反應(yīng)和細(xì)胞增殖具有調(diào)節(jié)作用,Met-ENK通過影響細(xì)胞因子的釋放間接調(diào)控免疫反應(yīng)和細(xì)胞增殖,Met-ENK能夠增強NK細(xì)胞活性和誘導(dǎo)IL-2的分泌,進一步激活其它T細(xì)胞亞群,Met-ENK也能加強絲裂原誘導(dǎo)的淋巴細(xì)胞增殖;Met-ENK能夠提高LPS刺激的鼠外周巨噬細(xì)胞對IL-1的分泌,抑制其對TNF的分泌;Met-ENK雙向調(diào)控Con-A刺激的鼠脾淋巴細(xì)胞對IL-4和IFN-γ的分泌:高濃度抑制,低濃度促進。目前,關(guān)于Met-ENK免疫調(diào)控作用機理的研究還不夠深入,尚未形成統(tǒng)一的認(rèn)識。有研究報道,Met-ENK能夠雙向調(diào)節(jié)免疫造血系統(tǒng)細(xì)胞內(nèi)cAMP、鈣、蛋白激酶C和蛋白激酶A水平。然而,也有研究報道,Met-ENK能夠提高免疫造血系統(tǒng)細(xì)胞內(nèi)cAMP、鈣水平。因此,有關(guān)Met-ENK免疫調(diào)控作用的作用機理還需進一步深入研究。2.3met-enk抑制作用從1983年起,很多研究表明Met-ENK參與腫瘤細(xì)胞生長調(diào)控。Zagon等使用多種癌細(xì)胞系,通過一系列體外、體內(nèi)實驗證明,Met-ENK通過與其受體結(jié)合抑制腫瘤細(xì)胞增殖,因此將其命名為OpioidGrowthFactor(OGF)。應(yīng)用免疫細(xì)胞化學(xué)技術(shù),Zagon等發(fā)現(xiàn),OGF及受體存在于多種腫瘤細(xì)胞,這說明Met-ENK的調(diào)節(jié)屬于內(nèi)分泌調(diào)節(jié)。進一步用拮抗劑阻斷受體,或者用單抗除去OGF,導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞數(shù)量增加,說明OGF具有很強的活性。Zagon等研究認(rèn)為OGF對腫瘤細(xì)胞的抑制作用機制與阻止DNA復(fù)制和有絲分裂有關(guān),但人們對OGF的抑制細(xì)胞生長的作用機制仍然存在疑問。OGFr不同于受體μ、δ和κ,直接參與細(xì)胞增殖調(diào)控。OGFr定位于外層核膜,OGF與其結(jié)合后再與親核素結(jié)合,然后穿過核孔,進入核內(nèi)。OGF對DNA的調(diào)節(jié)取決于OGF-OGFr的適當(dāng)構(gòu)型。McLaughlim等(2003)研究發(fā)現(xiàn)在人頭頸鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞中OGFr的表達(dá)少于正常組織。這是否與腫瘤細(xì)胞逃避內(nèi)源性Met-ENK的抑制作用有關(guān),目前還沒有這方面的研究報道。Sambuk等(1998)曾以自身免疫病患者外周血淋巴細(xì)胞為材料,研究Met-ENK對人淋巴細(xì)胞的作用,發(fā)現(xiàn)Met-ENK處理后,淋巴細(xì)胞染色體畸變明顯減少,姊妹染色單體交換頻率降低,細(xì)胞有絲分裂受阻,細(xì)胞凋亡減少。這一現(xiàn)象與Met-ENK抑制細(xì)胞生長的功能相一致。Malendowicz等研究了Met-ENK對腎上腺皮質(zhì)細(xì)胞生長的影響,研究結(jié)果顯示:Met-ENK對未成熟腎上腺皮質(zhì)細(xì)胞、再生腎上腺皮質(zhì)細(xì)胞以及體外培養(yǎng)的腎上腺皮質(zhì)細(xì)胞的作用模式不同,分別通過不同的受體發(fā)揮作用,導(dǎo)致最終的結(jié)果不同。綜上所述,Met-ENK具有多種生物學(xué)功能。已經(jīng)有大量實驗證明Met-ENK在不同情況下,對不同細(xì)胞可以產(chǎn)生不同的生物效應(yīng),但Met-ENK的作用機理并不十分清楚,Met-ENK可以通過多種途徑將信號傳遞到細(xì)胞內(nèi)而發(fā)揮作用。在不同情況下,如不同的使用劑量有可能導(dǎo)致Met-ENK結(jié)合不同的受體,信號傳遞主要途徑就可能發(fā)生變化,也就產(chǎn)生了不同的生物效應(yīng)。這可能是Met-ENK極其復(fù)雜的生物活性的合理解釋,目前尚缺乏有關(guān)信號傳導(dǎo)細(xì)節(jié)的實驗證據(jù)。3治療所見問題多為自然生物復(fù)雜的疾病由于Met-ENK具有上面提到的獨特生物活性,以及其聯(lián)系著神經(jīng)、免疫兩大系統(tǒng),昭示著可以將其用來治療與免疫系統(tǒng)有關(guān)的重大疾病,具有非常廣闊的應(yīng)用前景。事實也是如此,人們很早就開始了用其治療癌癥、艾滋病的實踐活動,而且這些實踐活動反過來進一步加深了人們對Met-ENK的生物活性和其作用機理的認(rèn)識程度。3.1安全性評價的結(jié)果Met-ENK抗腫瘤功能已經(jīng)被大量的體外、體內(nèi)實驗所證實。特別是Zagon等在腫瘤細(xì)胞的核膜上找到了Met-ENK的受體OGFr,為人們從分子機制上解釋Met-ENK的抑癌作用以及解釋先前的研究結(jié)論中存在的關(guān)于Met-ENK對腫瘤細(xì)胞作用的矛盾帶來了曙光。Smith等在進行了胰腺癌細(xì)胞體外培養(yǎng)、裸鼠移植實驗的基礎(chǔ)上,為了確定Met-ENK的最大耐受劑量(MTD)以及驗證它的安全性,用不能進行手術(shù)切除的晚期胰腺癌病人進行了Ⅰ期臨床實驗,結(jié)果顯示,靜脈注射的MTD為250μg/kg,皮下注射的MTD為50μg/kg;沒有關(guān)于氧飽和和心率方面不利的報告;在靜脈注射組有一例出現(xiàn)腫瘤消退。因此,他們認(rèn)為Met-ENK可以安全的用于晚期胰腺癌病人,但它單獨使用以及與目前已有方法聯(lián)合使用的有效性,還需要進一步深入研究。將Met-ENK作為抗癌藥物有以下優(yōu)點:首先,Met-ENK是內(nèi)源性自分泌物質(zhì),沒有細(xì)胞毒性,具有很強的抑制癌細(xì)胞生長的功能,而且作用可以逆轉(zhuǎn)。其次,Met-ENK具有廣譜抗癌性。已有研究證明,在多種腫瘤細(xì)胞內(nèi)存在OGFr,Met-ENK對具有OGFr的癌癥應(yīng)該都有療效。第三,Met-ENK可以對機體的免疫功能進行調(diào)控。Met-ENK與其它方法配合使用可以恢復(fù)其它方法導(dǎo)致的機體免疫功能低下。Zagon已經(jīng)將多年的研究成果進行了多項專利申請,其中,“ControlofCancerGrowthThroughtheInteractionof[Met5]-enkephalinandtheZetaReceptor”(USPatent6,136,780,10/24/2004)已經(jīng)獲得通過。3.2met-enk在病毒感染細(xì)胞生存的信號通路感染HIV帶來的最大問題就是患者免疫力低下,許多正常情況下機體可以輕松抵擋的病原物都可以致命。在沒有有效的直接針對HIV的治療藥物的情況下,通過提高機體的免疫力,以減少機會感染來延長HIV感染者生命的方法也不失為良策。已有很多研究證明,Met-ENK能夠增加NK細(xì)胞、CTL細(xì)胞的活性,增加IL-2、IFN-γ等細(xì)胞因子的表達(dá)。Li等(2004)報道了Met-ENK延長猿免疫缺陷病毒(SIV)感染淋巴細(xì)胞生存的信號通路,結(jié)果顯示:Met-ENK在1~2分鐘內(nèi)明顯增加正常細(xì)胞內(nèi)的鈣含量,并且一直保持在高水平,而感染細(xì)胞內(nèi)鈣含量在1分鐘內(nèi)達(dá)到最高值,隨后降到背景水平。另外,Met-ENK提高蛋白酶C活性水平和磷酸化的胞間信號調(diào)節(jié)激酶水平。在SIV病毒感染早期階段,Met-ENK可能是通過Calcium-PCK-MAPK級聯(lián)反應(yīng)來延長感染細(xì)胞的生存時間。目前已有多項研究結(jié)果表明:將Met-ENK用到HIV感染者可以推遲病程,減輕癥狀。Plotnikoff等通過多年研究,總結(jié)出一套有效提高機體免疫力的方案,該方案是通過間歇使用Met-ENK來誘導(dǎo)可持續(xù)的免疫應(yīng)答。該方法可以應(yīng)用于所有與免疫力低下有關(guān)的疾病的治療,包括艾滋病。該方法的出發(fā)點是利用Met-ENK的免疫調(diào)節(jié)功能,通過合理使用Met-ENK來提高并維持機體的免疫力。對于Met-ENK作用機制的具體細(xì)節(jié)缺乏足夠的解釋。目前,該成果正在申請專利(USPatentApplication20030148942)。另外,Met-ENK所具有的鎮(zhèn)痛功能,有利于緩解AIDS晚期的疼痛。3.3對感冒病毒a感染小鼠的作用因為Met-ENK具有免疫調(diào)節(jié)功能,所以從理論上說,它可以應(yīng)用于所有與免疫