胡俊秀，荆堂堂，蔡正旭，王雪君，郭慧淑

大连医科大学(大连 116011)

功能性消化不良(Functional dyspepsia ,FD)是一种常见的胃肠功能性疾病，多呈现餐后饱胀不适，上腹痛并烧灼感等症状的慢性消化系统疾病[1]。随着社会压力的加重，FD的发病率逐年升高，严重影响人们的生活质量。中医古籍根据FD的临床症状，多将其归于“痞满”、“胃脘痛”。中医辨证亦分为不同证型，肝郁脾虚是临床最为常见的证型。钠尿肽是共存于胃肠道与中枢神经系统的一类神经肽类物质，以神经递质形式发挥相应作用。研究表明[2]，C-型钠尿肽(C-type natriuretic peptide,CNP)于脑内高表达，并存在于胃肠道与胃肠运动有关。肝郁脾虚型FD中，CNP浓度增高，抑制胃肠道的运动[3]。神经营养因子(Brain derived neurotrophic factor ,BDNF)和神经生长因子(Nerve growth factor,NGF)是神经前体的增殖诱导因子和生存因子。原始嗅觉神经前体是一种后天神经发生的模型，用于研究CNP与BDNF和NGF在增殖、分化调控中的相互作用。CNP抑制了thbdnf-和ngf -诱导的嗅觉神经前体增殖，促进了分化，这是对钠尿肽的一种特异性的作用[4]。

1 非可控性炎症概念

1.1 功能性消化不良的现代医学阐述 在全球范围内，FD是最常见的功能性胃肠道疾病(FGID)之一,患病率高达30%[5]。2016年罗马IV标准重新定义了FD中“餐后不适综合征(PDS)”和“上腹痛综合征(EPS)”的两个亚型[6]，其发病机制多是由于肠道可能直接诱导亚组的脑功能障碍。脑肠轴的功能失调导致胃肠运动障碍，肠内通透性增加，内脏的超敏反应和非正常的免疫激活。遗传因素在消化不良的发生发展中起重要作用。其中G蛋白β3(GNβ3)亚基C825T被确定与FD有关[7]，结果具有可重复性。有研究发现[8]幽门螺杆菌虽不影响液体胃排空,但能减慢固体胃排空。功能性消化不良患者胃窦壁含乙酰胆碱、P物质的神经纤维减少,而含血管活性肠肽能的神经纤维增多。研究表明[9]功能性消化不良患者胃黏膜胃动素水平下降，可能是FD发病的机制之一。Hong等[10]检测提示FD 患者上腹痛症状与胃高敏感性和焦虑有关。在我们课题组钠尿肽对胃肠运动调节方面的研究已证明[11]胃肠道内NP及NPs的分布，并对大鼠及人平滑肌的自发性运动有抑制作用，此外，电生理实验也证明了钠尿肽可通过调节迷走神经的传出活动来影响胃肠功能[12]。

1.2 功能性消化不良的中医认识 祖国医学认为，脾脏是后天之根本，与胃同居中焦[13]，共主升清降浊,是人体升降运动之枢纽。肝主疏泄，脾主运化，肝气拂动而乘脾。肝脏和脾脏在生理与病理学上息息相关。当肝气怫郁 ,影响脾的运化、升清功能。无论是饮食还是情绪因素，都会导致脾胃受损，升降失司,运纳失常,气机壅滞。肝郁常伴随脾虚症状。临床多以脾虚为本,以肝郁为标,治法多为以疏肝健脾。运输畅通无阻;脾胃健康，消化吸收功能正常。中医古籍中“痞满”与功能消化不良表现上腹部不适、早饱等胃肠运动障碍的主要临床特点最为相似。“痞满”是由表邪入里、脾胃虚弱等导致中焦气机阻滞、升降失常引起的胃脘痞闷胀满不舒的一种症状。正如《中医内科学·痞满》中描述的“心下痞塞、胸隔满闷、触之无形、按之柔软、压之不痛的证候”。即痞满的病因多样,病位在胃,但与肝脾密切相关。有研究者在FD 中医证候研究中发现[14]，FD 患者存在明显的焦虑、抑郁倾向，以脾虚气滞证最为常见，且在前期研究中，以疏肝理气健脾法治疗FD，临床疗效显著。

2 CNP与BDNF的结构及特征论述

2.1 CNP的简述 钠尿肽(Natriuretic peptide，NP)[15]是共存于神经系统和胃肠道的一类神经肽类物质，以激素或神经递质形式发挥生理作用。钠尿肽家族由心房钠尿肽(ANP)、脑钠肽(BNP)和C-型钠尿肽(CNP)组成。有研究者首次在猪、大鼠和人中枢神经系统中以22-和53-氨基酸形式[4]描述CNP，该分子结合了一种环状结构，这是所有钠尿肽的共同特征，该环对于维持CNP的生物学活性起关键作用，是其与受体结合的必须结构[16]。人体组织的基因分离和氨基酸测序表明，一个pre-pro CNP的126个氨基酸(100)和一个pro-CNP加工成CNP-53和CNP-22。序列分析表明，前体CNP的编码区中至少有两个外显子。该基因在5'区域的侧翼是顺式作用调节元件，CNP基因转录的调节机制并不相同[17]，其中它的浓度高于ANP或BNP。测定肽的氨基酸序列与ANP和BNP的氨基酸序列有显著的相似性，特别是在17个残留序列中有两个半胱氨酸残基[18]。与ANP和BNP相比，CNP在第二种半胱氨酸残基中终止，缺乏进一步的C-末端扩展。这种肽显示了类似于ANP和BNP的药理谱。因此，该肽被指定为“c型钠尿肽(CNP)”，第三位加入钠尿肽家族[19]。

2.2 BDNF的研究 BDNF属于生长因子家族，是1982年由德国科学家Barde等人首次从猪脑中分离纯化提出的一种蛋白质[20]，在发育过程中参与调节神经系统神经元群的存活和分化。其中，BDNF的分子单体是由119 个氨基酸残基组成的分泌型成熟多肽，分子量为13.15kD，主要由β折叠和无规则N-级结构组成，为一种碱性蛋白质。分析表明BDNF的氨基酸序列有相当一部分与神经生长因子(Nerve growth factor ,NGF)相同,故通称为神经营养因子(Neurotrop hic factor，NTF)。BDNF的基因产物是proBDNF,该前体蛋白以活动依赖性的方式(Activity dependent manner) 在轴突末突触前受体信号转导途径促进谷氨酸(Gluta micacid,Glu)[21]的释放,同时通过突触后受体途径增强受体活性，以增加胆碱能纤维和海马神经元树突棘的数量，以某些特殊转运方式到达脑中各组织发挥特殊作用。BDNF可与高亲和力受体酪氨酸激酶B(Trk B)受体结合，其对神经细胞的保护、促进神经元存活，防止抑郁等作用。与低亲和力的p75结合，内源性proBDNF通过激活P75NTR可以易化海马的LTD。随着对BDNF生理作用及机制的深入研究，BDNF在神经系统疾病治疗中的意义也逐渐被开发出来。BDNF特异性受体Trk B蛋白对有退行性变的神经元起到营养神经的作用，而BDNF及其特异性受体Trk B的缺失，可能是引起海马神经元萎缩凋亡进而导致抑郁症的发生。通过构建转导肽[22]与BDNF融合蛋白,可实现BDNF跨膜运输，并达到治疗神经系统退行性疾病的目的。另有研究表明BDNF在肠道动力和内脏敏感性中有重要调节作用。

3 CNP及BDNF在胃肠道和脑内的分布

从中枢神经系统中分离出来的CNP，作为一种神经递质，发挥重要作用。现有证据表明[23]，在小肠、睾丸、卵巢、子宫、胸腺和颌下腺中均存在CNP，尽管其周围组织的浓度远低于[24]大脑，但仍参与了许多其他系统的生理功能调控。既往研究表明，CNP依次在心血管系统、呼吸系统、泌尿系统、生殖系统、感觉系统[25]依次被发现。不仅在大鼠内皮细胞和血管平滑肌细胞中，CNP的产生和分泌都得到了证实，在人冠状动脉中也证实了钠尿肽基因的表达[26]。Komatsu等最初证实CNP也存在于胃肠道中，Gower等[27]于2000年在大鼠胃窦黏膜和肌肉组织中发现了3种NPR受体。近年来，关于CNP与胃肠道关系的研究越来越多并逐渐成为热点。有学者研究发现在所有胃肠道的外分泌、上皮细胞和肌肉细胞中，GC-A和GC-B活性的定位表明其在腺体分泌、细胞增殖和肌肉活动调节中的作用。研究表明[28]NP 存在于胃肠道并与胃肠运动密切相关。CNP神经元在不同动物中有不同的分布规律，鼠CNP神经元主要分布在小脑，而人的主要分布在下丘脑。文献报道[29]在脑内，NP 分布于神经系统的大脑皮层、海马、边缘系统，CNP mRNA已在出生后大鼠脑的各个区域发现，特别是在嗅觉区域和海马区域，并且在许多大脑区域可检测到GC-B mRNA存在，包括边缘皮质，新皮质，嗅觉系统投射区，海马和杏仁核。利钠肽作为神经递质或神经调质起作用，并通过调节下丘脑-垂体-肾上腺轴抑制 ACTH 及 CRH的分泌。BDNF是神经元、神经胶质细胞及支配的靶组织分泌的多肽[30],其主要来源于大脑神经元、血管内皮细胞及血小板，在中枢神经系统神经元中高表达，其中皮层和海马含量最高，并且广泛分布于神经末梢。大脑皮质的III—V层锥体细胞、杏仁体、海马区、下丘脑、隔区、脑干神经核的神经元及纤维、小脑和上丘均能检测到BDNF蛋白且BDNF mRNA有所表达[31]。Altar等研究表明[32]表明，内源性BDNF蛋白广泛分布在神经纤维中，包括神经末梢和前终末轴突，黑质杏仁核和丘脑神经元组含有高水平的BDNF mRNA。BDNF作为一种内分泌肽，广泛分布于肠道神经元、内分泌细胞和胃内上皮细胞。研究证实，BDNF大量存在于内脏、肠神经元和肠黏膜[33]。Donovan 等[34]发现 BDNF敲除小鼠血管内皮细胞间隙增宽、内皮细胞破损、屏障破坏。BDNF除了分布在中枢神经系统外还存在于血管内皮细胞及血小板中。Yang等[35]在肝细胞癌动物模型和细胞培养中发现TrkB和BDNF蛋白高表达于肝细胞癌组织和细胞系，但在正常肝组织中并不表达。

4 CNP与BDNF的生理功能

CNP作为钠尿肽家族的一个独特成员，可能独立运作发挥作用，也可与其他重要钠尿肽一起运作。ANP和BNP是主要在心脏中合成的循环肽，发挥钠-利尿、血管舒缩等降压和维持电解质稳态的功能。ANP、BNP可以刺激内皮细胞释放CNP[36]。三种肽也可相互调节各自的合成和分泌,如由多个脏器的血管内皮细胞产生的CNP以自分泌或旁分泌的方式作用于全身各器官。钠尿肽通过与一些膜结合的颗粒状鸟苷酸环化酶相互作用而发挥其生物学作用[37]。有两种是钠尿肽受体(NPR～，NPR～);一种是内源肽鸟苷素的受体。CNP主要存在于血管内皮并激活特定的GC偶联NPR-B 。NPR的cGMP产生不仅仅依赖于利尿钠肽的循环浓度和NPR结合的程度。CNP主要作用于细胞膜上的NPR-B，激活与质膜相连的鸟苷酸环化酶,从而胞内 GTP 转化成第二信使 cGMP。既往研究表明[38]，胃窦平滑肌细胞存在NPR-B 受体，CNP 能通过该受体使胞内cGMP含量上升，从而激活下游通路，使平滑肌自主收缩受到抑制。在胃肠道中，CNP的生理功能主要集中在吸收、分泌和调节肠道运动。研究表明CNP对不同动物相同部位、同一部位不同平滑肌的胃动力存在影响。CNP诱导的抑制作用在胃底部最有效，胃窦部最弱。表明胃窦的收缩功能比胃底功能更强。在神经系统方面，中国医科大学第二临床学院毛志芹等[39]对窒息后新生儿血浆C型利钠肽的改变做了研究认为血浆CNP的水平与窒息程度有关。CNP与脑血管内皮细胞的B受体结合,发挥其扩血管机制使颅压降低。Kazaumi等[40]研究证实CNP在SAH急性期增高,可推测CNP参与了颅内出血中血管的调节。相关研究表明[41]，在三脑室前腹侧区(A3V3)，CNP神经元多集中于此，能够拮抗CNS肾素-血管紧张素-醛固酮系统，共同维持体内水盐代谢。在中枢神经系统中，BDNF主要在神经元内合成,由顺行性轴浆运输至轴突末梢,释放后通过特异性受体作用于靶组织发挥作用。其中，TrkB是一种转移诱导和抑制凋亡的蛋白，其基因定位于染色体上，内含838个氨基酸蛋白。BDNF能够通过各种特异性方式结合受体TrkB，并激活多个传导通路，包括丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)途径[42]。Quartu等[43]证实BDNF及其相关受体，酪氨酸受体激酶TrkB，广泛表达于脑内嗅皮质，而BDNF顺行进入海马。BDNF也可由神经元的靶细胞分泌,反向作用营养神经元,对神经细胞的生长和修复起到十分重要的作用。BDNF能够保护大鼠脑组织原代细胞的多巴胺能神经元的自发性死亡，而且能够保护神经元在选择性毒素1-甲基-4苯基吡啶(MPP)中的TH免疫反应性。在成熟的神经元细胞中，生长因子在维持神经元表型[44]和调节突触效应中发挥作用。研究发现BDNF的一系列生长因子在大脑中具有神经保护和修复能力，这使得它们被用作各种神经退行性疾病的治疗靶点[45]。此外BDNF能促进神经发生及调节神经可塑性，BDNF表达增多促进海马区的神经发生，而且降低BDNF在前额叶皮层的表达，导致焦虑症的发生，在抑郁症的发病过程中起到重要的作用。BDNF 与内脏高敏感性密切相关,且参与胃肠道动力调节。BDNF 还与5-HT、P物(SP)、CGRP 等调节肠道感觉和胃肠动力调质相关[46]。2004 年 Nishiyama 等[47]发现 Al-Chaer 模型还具有肠道动力异常的特点，实验发现乳鼠期结肠扩张可致基础状态下成年大鼠胃内敏感性增高，BDNF呈高表达。Grider等[45]研究发现，BDNF可以增强由黏膜刺激引起的大鼠离体结肠蠕动反射，而在小鼠结肠的蠕动反射明显减弱。Donovan等[34]研究表明炎症条件下，BDNF 在微血管内皮细胞中表达增多，并促进内皮钙黏着蛋白的表达，抑制内皮屏障功能失调。

5 CNP与BDNF间的相互作用机制

川久保启司[48]研究表明脑内神经肽对胃细胞具有保护作用。外环境传入的信息,经整合后由自主神经和神经内分泌系统将信息传递到胃肠道的肠道神经丛，而BDNF能够调节肠道动力,其机制可能是BDNF参与ENS的发育和维持，调节肠道神经传导[49],直接作用于胃肠道平滑肌细胞,以调整胃肠道的活动从而完成对胃肠的调控。研究表明CNP除了排钠扩血管和调节电解质平衡外,还可以抑制平滑肌细胞的增殖[50]。免疫组织化学等方法，证明了胃肠道具有NP免疫活性和结合位点,并发现NP抑制胃与结肠平滑肌的活动。NP刺激胃窦黏膜产生cGMP,其中CNP的作用最强。我们研究表明在肝郁脾虚型 FD 大鼠中的胃肠内 CNP受体NPRB 表达上调，逍遥散对其有干预作用。我所在小组的实验研究结果表明在脑内的海马细胞上 NPRB 表达上调，脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor，BDNF)表达下调。并且这些结果提示可能通过 NP-cGMP 信号通路参与肝郁脾虚证 FD 的胃内机制。我们发现，肝郁脾虚大鼠海马上 BDNF 表达明显下降而CNP受体 NPRB 表达上调，且NP-cGMP 信号通路肝郁脾虚大鼠海马 BDNF表达的下调过程。慢性应激能够下调BDNF的表达导致相关器官萎缩以及海马 CA3 区神经元的死亡，并损伤神经可塑性，导致情绪障碍的发生。BDNF和CNP可以相互作用以促进嗅上皮内ORN的成熟，BDNF用于促进子细胞的快速增殖，并且CNP作用于任一细胞类型以促进向下一个成熟检查点的分化。CNP对BDNF作用的细胞被8-bromo-cGMP模仿。cGMP具有促有丝分裂和抗促有丝分裂作用[51]。研究表明在嗅觉神经元上，BDNF或NGF的情况下，CNP显示出强的抗促分裂作用，CNP 拮抗BDNF通过 MAPK 通路介导的细胞增殖,这表明CNP 参与海马神经元细胞上 BDNF 的分泌过程[52]。

6 展 望

CNP与BDNF的相互作用机制与情绪调节及胃肠运动密切相关，目前尚无从脑内到胃肠道的研究与肝郁脾虚证FD关系的报道。随着对FD发病机制的深入研究，将会进一步揭示脑肠肽与神经递质的相互作用机制。但由于脑肠肽之间相互影响、共同调节胃肠功能，众多脑肠肽共同作用引起FD的临床表现，并且FD的发病机制尚未完全阐明，因此各脑肠肽在肝郁脾虚证FD中的具体相互作用机制还有待于进一步研究。