丁培辉，王雁林，劳凯雪

(滨州医学院附属医院生殖医学中心，山东 滨州 256600)

Nesfatin-1首次被发现是在2006年，日本学者Oh-I和他的同事在大鼠体内实验中，证实了它是一种与黑皮质素蛋白相关的饱腹感分子。在接下来的研究中，Nesfatin-1被发现在低级到高级多种动物的中枢神经系统和外周组织中都有表达，且存在多种生物学效能。但Nesfatin-1与生殖系统关系研究较少，本文就Nesfatin-1与生殖各相关方面进行综述，着重探索Nesfatin-1与卵巢颗粒细胞增殖凋亡的关系。

1 Nesfatin-1

1.1 Nesfatin-1起源

Nesfatin-1是由日本群马大学Oh-I等人最早提出，是由核组蛋白2(nucleobindin2，NUCB2)衍生而来的一种前体神经肽，基因编码为NEFA，它可以通过前激素酶裂解成3个不同的小分子片段，即Nesfatin-1、Nesfatin-2、Nesfatin-3[1]。大鼠实验中分别将这三种片段注入大鼠侧脑室，间隔一段时间后发现注入Nesfatin-1的大鼠体重明显减轻，并且摄食量随着剂量增加而减少，Nesfatin-2和Nesfatin-3则没有此明显作用。继而，不少学者将Nesfatin-1作为一种调节饮食的多肽类激素进行研究。

1.2 Nesfatin-1分子结构

Nesfatin-1的NUCB2含有两种组份，分别为24个氨基酸(amino acids，aa)的信号肽和396个aa的蛋白质，此核组蛋白基因位于11p15.1，包括13个内含子和14个外显子。外显子3和5之间的基因编码为Nesfatin-1(见图1)，通过特异的激素原转化酶PC1发挥作用后，NUCB2可以在特定的氨基酸位点被剪切形成3个小片段，即Nesfatin-1(1-82aa)、Nesfatin-2(85-163aa)和Nesfatin-3(166-396aa)。虽然Nesfatin-1分子看似结构复杂，但研究发现其在各级哺乳动物间具有高度同源性(见图2)。猪体内Nesfatin-1特异性的序列位点探针，测定Nesfatin-1在猪、大鼠和人体内的蛋白质氨基酸序列，结果显示Nesfatin-1在猪、大鼠和人体内有多段特异性保守序列，而且呈现出高度同源性(见图3)。也许正是存在这种物种间的高度同源性，才会导致Nesfatin-1在不同级别的动物间表达及功能类似。

图1 NUCB2的基因结构

图2 NUCB2在不同物种间的高度同源性

图3 猪、大鼠、人类的Nesfatin-1蛋白序列

2 Nesfatin-1定位与表达

2.1在中枢神经系统表达

Nesfatin-1在大鼠、猪、犬和人类等各级动物的中枢神经系统均有表达，经研究证实在中枢神经系统常表达于下丘脑外侧区、室旁核、视上核、弓状核、孤束核、动眼神经副核、蓝斑等区域[1]。Nesfatin-1在中枢神经系统的表达发挥着控制整个机体的作用，任何中枢部位异常都会影响Nesfatin-1效能，可能会伴发相关疾病。

2.2在消化系统表达

胃被认为是Nesfatin-1最初在消化系统表达的部位，主要是在胃内小分泌细胞自分泌[2]。鼠类、犬、鱼、人类胃黏膜中NUCB2mRNA的表达量大约是脑的10倍；同时Nesfatin-1在大鼠和小鼠的十二指肠腺表达，但在大鼠小肠或结肠的其余部分没有发现Nesfatin-1明显表达的细胞。似乎Nesfatin-1的表达存在物种之间的差异，在金鱼体内，Nesfatin-1在肝脏胃肠道内的表达量最高，而在直肠的表达量明显降低；在斑马鱼、犬的肝脏中Nesfatin-1也是高表达。Nesfatin-1在消化系统的表达存在部位及物种差异，并且在之后的研究中被广泛认为是在内分泌器官和脂肪组织中表达。

2.3在脂肪组织表达

依据现有研究证据，Nesfatin-1参与饮食、体重调节，其被认为是一种新发现的特异性脂肪因子，在体内脂肪细胞中优先表达。有证实在小鼠、犬、人类的脂肪组织中均有NUCB2mRNA和Nesfatin-1蛋白表达，在小鼠实验中发现其通过饮食调节诱导肥胖小鼠体内的脂肪和循环蛋白水平增加。在人类体内的Nesfatin-1水平与体重指数的增加呈现出明显负相关趋势[3]。虽然有的动物脂肪组织中Nesfatin-1蛋白表达较少，但脂肪组织产生的Nesfatin-1在调节摄食和其他物质代谢活动中发挥着不可估量的作用。

2.4在心血管系统表达

临床工作中发现Nesfatin-1会增加患者心率、血压，影响外周动脉环磷酸鸟苷(cyclic guanosine monophosphate，cGMP)的产生；同时在心脏缺血再灌注损伤方面，它也是一种有利的保护因子[4]。当前，在小鼠、犬、金鱼的心肌细胞和骨骼肌，以及斑马鱼的心房和心室都发现了Nesfatin-1的表达，在大鼠和人类的心肌细胞中表达也已得到证实。Nesfatin-1参与调节人类和动物心脏内的葡萄糖代谢，在心血管系统的表达水平受饮食及冠状动脉健康的影响。人体各系统协同调节体内Nesfatin-1水平。

2.5在肺、脾、肾等组织表达

在小鼠的肺、脾脏和胸腺中，NUCB2mRNA表达分布较为广泛，但是，在大鼠肺和脾中未发现Nesfatin-1表达，进一步说明即使在近物种间Nesfatin-1表达也存在差异。在犬类脾、肾、膀胱中检测到NUCB2mRNA少量表达。另外，难以想象的是，金鱼的肾脏、皮肤和眼睛中也有NUCB2mRNA表达。Nesfatin-1发挥各种生物学效能与其分布可能存在一定关联性。

2.6在生殖系统表达

Nesfatin-1在生殖系统的特异性表达决定着它在生殖方面的作用，在大鼠、人类和青春期成熟小鼠睾丸间质细胞中发现NUCB2mRNA表达[5]。同样，在雌鼠生殖器官卵巢卵泡膜细胞和间质细胞中也检测到NUCB2mRNA的表达。有研究提示，在猪卵巢卵丘细胞和颗粒细胞中均发现Nesfatin-1表达，但在卵母细胞中无明显表达[6]。在小鼠卵巢颗粒细胞、卵泡膜细胞、子宫内膜上皮细胞和腺体中NUCB2mRNA均高表达[7]。通过对小鼠和人胎盘组织的免疫组织化学检测分析发现，Nesfatin-1主要表现在顶叶滋养层巨细胞、胎盘外区和胚胎早期海绵滋养层、胞体滋养细胞、糖原滋养细胞、迷宫性毛细血管内皮细胞，而且在人类妊娠中，Nesfatin-1在整个妊娠期的合胞体滋养细胞中均有高表达[8]。Maher等[9]人研究发现雌鼠血清中Nesfatin-1水平明显升高，雌鼠的平均Nesfatin-1水平高于男性，这种性别差异是由男性和女性生殖器官Nesfatin-1受体数量分布不同导致的。也有研究称雄雌鼠各组织内的Nesfatin-1表达水平相似，但在生殖器官的表达不同。

在体内Nesfatin-1蛋白主要以不饱和双向性分子的形式自由扩散进入血脑屏障，这一特性可能会影响Nesfatin-1在中枢和外周组织的分布。Nesfatin-1表达是否真正存在分布位置差异、性别差异、物种差异还与评估方法有关，值得进一步研究。值得肯定的是Nesfatin-1在生殖器官的显著表达提示该多肽在生殖功能中有一定生理作用。

3 Nesfatin-1与生殖

3.1 Nesfatin-1与下丘脑-垂体-性腺轴

Nesfatin-1可能通过调节下丘脑-垂体-性腺轴，参与生殖成熟和功能的调节[9]。Hatef等[10]人发现，在体外用睾酮处理小鼠的下丘脑和垂体细胞，监测到NUCB2mRNA和蛋白的表达量增加。Seon等[11]人的研究结果也证实了被切除睾丸的小鼠垂体中NUCB2mRNA的表达水平降低，睾丸相关激素替代治疗后表达上升；而若在下丘脑补充睾酮后，其表达水平会明显降低。Maher等[9]人研究发现切除卵巢后的雌性大鼠，体内Nesfatin-1水平显著下降，如果用雌二醇、黄体酮或两者合用替代治疗后则结果相反，替代治疗后的结果可能与垂体或生殖器官中NUCB2mRNA表达量增加有关。Kim等[7]人给予小鼠注射孕马血清(pregnant mare serum gonadotropin，PMSG)后，发现PMSG剂量依赖性地增加了小鼠卵巢和子宫内NUCB2mRNA的表达。由此可见，Nesfatin-1依赖下丘脑-垂体-性腺轴参与生殖内分泌活动，并且扮演重要角色。

3.2 Nesfatin-1参与青春期、动情周期的变化

Nesfatin-1在青春期、动情周期不同阶段出现规律性变化。在青春期之前，下丘脑的Nesfatin-1蛋白和NUCB2mRNA的表达会增加，可能是该分子刺激促性腺激素参与垂体调节活动。许多学者已经证实从青春期前到生殖成年的小鼠，睾丸内的NUCB2mRNA和蛋白表达会显著增加，同时睾丸质量和循环总睾酮水平也会增加；如果使用外源性Nesfatin-1对青春期前小鼠处理可能会增加青春期前小鼠睾丸生长发育所必需的类固醇激素的产生。Kim等[12]研究发现卵巢和子宫内的NUCB2mRNA和Nesfatin-1蛋白在发情期最高，发情间期较低；并受促性腺激素和类固醇激素的调节。合适的Nesfatin-1表达是青春期正常发育、规律动情周期的关键。

3.3 Nesfatin-1与多囊卵巢综合征

多囊卵巢综合征(polycystic ovary syndrome，PCOS)是育龄期女性最常见的内分泌紊乱性疾病，也是女性不孕症的主要原因之一。PCOS的发生是多因素共同作用的结果，目前临床观点主要认为可能与下丘脑-垂体-卵巢轴调节功能出现异常等因素有关。大部分患者伴有肥胖、胰岛素抵抗及代偿性高胰岛素血症等症状，其病因、病理和生理机制存在众多难点和疑点，有待于进一步探讨。综合文献分析Nesfatin-1参与葡萄糖等能量代谢及生殖内分泌调节，可能与PCOS的发生发展存在一定的关联。至今，大量关于PCOS的实验研究涌现，动物实验研究中指出PCOS大鼠卵巢组织内NUCB2mRNA和蛋白表达均较正常组明显下降，可能是通过代谢和内分泌途径促进PCOS的发生发展；也有研究发现Nesfatin-1与卵泡刺激素、雌二醇、孕酮呈正相关，与黄体生成素、总睾酮呈负相关；PCOS患者血Nesfatin-1水平明显降低，但高于卵泡液水平[13]。进一步推测Nesfatin-1可能对多囊卵巢综合征伴发的高雄激素血症和肥胖症有抑制作用，主要通过影响糖脂代谢及胰岛素水平参与PCOS的发生发展。另外颗粒细胞内P450芳香化酶、胆固醇侧链裂解酶与Nesfatin-1可能存在一定的相关性，如果从此角度出发可能为PCOS患者的诊疗提供新思路。未来仍需大样本研究监测PCOS患者体内Nesfatin-1水平，进一步探索Nesfatin-1在PCOS患者的病理机制及发展演变。

3.4 Nesfatin-1参与细胞增殖凋亡

Nesfatin-1在调控颗粒细胞增殖凋亡方面与女性生殖息息相关。首先，细胞凋亡被认为是一种高度严密的程序化死亡，可能和神经退行性病变、肿瘤、免疫性疾病等多种因素有关。Nazarnezhad等[14]研究曾指出Nesfatin-1可降低PC12细胞内葡萄糖诱导的活性氧产生，进而减少细胞神经毒性，即抑制氧化应激作用，并能减少PC12细胞的自噬和凋亡。此结果为治疗糖尿病导致的神经性病变提供了新思路。Jiang等[15]人在骨关节炎大鼠模型体内注射外源性Nesfatin-1，发现凋亡标志物Caspase-3及其下游效应蛋白等表达水平明显降低，论证了Nesfatin-1可抑制白介素-1β导致的软骨细胞的凋亡，改善大鼠的骨关节炎症状。Tasatargil等[16]研究指出Nesfatin-1在心肌梗死大鼠中可通过GSK-3β/Akt信号通路减少凋亡和坏死的细胞数量，起到保护心肌作用。Arabaci等[17]对大鼠睾丸行扭转损伤后，给予Nesfatin-1干预，发现Caspase-3、白细胞介素-6等炎症因子较损伤前水平显著降低；并且增加了转化生长因子的表达，降低了蛋白激酶B和cAMP反应元件结合蛋白的表达，证明了Nesfatin-1是通过调控AKT和CREB信号通路调控促炎/抗炎稳态，减少生精细胞凋亡。Ciccimarra等[18]研究指出，前体蛋白NUCB2基因在卵泡颗粒细胞中的表达高于中、小卵泡颗粒细胞，且Nesfatin-1通过修饰大卵泡颗粒细胞的NO生成等机制来刺激细胞增殖和黄体酮的产生，干扰氧化还原反应。

此外，Nesfatin-1对血管生成素具有刺激作用。Cao等[6]研究指出Nesfatin-1在猪颗粒细胞和细胞膜细胞中均有表达，颗粒细胞内的Nesfatin-1转录产物在小卵泡向大卵泡发育转变的过程中逐渐减少，随着猪卵泡发育，Nesfatin-1在颗粒细胞内表达减少，Nesfatin-1对哺乳动物卵母细胞的成熟和发育都有刺激作用。总之，Nesfatin-1对各种细胞的增殖凋亡作用不尽一致，Nesfatin-1对于每一种细胞的具体调控需要大样本研究证实。对生殖细胞的研究，特别是对人卵巢颗粒细胞的研究依然较少，且增殖与凋亡意见不一，未来的研究更应该与其生殖功能相结合，深入探讨它与生殖真实存在的相关性。

随着人民生活水平的提高，生活节奏的加快，育龄期妇女的生殖功能有所下降，而且部分病变是不可逆的、永久性的，致使很多人丧失了做母亲的信心。纵使体外受精-胚胎移植试管婴儿技术飞速发展，也无法解决患者卵巢生殖功能之根本。站在新的视角，深入研究Nesfatin-1调节颗粒细胞增殖凋亡机制，对卵泡发育、卵母细胞质量、胚胎的影响，证实它与不孕症病因学之间的联系，可能会发现用于治疗不孕症的潜在新疗法，提高妊娠率，为不孕症患者带来新的孕育福音。