肾上腺髓质原前体肽段(22-41)(PAMP)的研究进展
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作者：马 健
单位：北京海军总医院(100037) 心内科
关键词：
心肺血管病杂志990135 马 健 综述 杨 晔 石湘芸 张昭馥 审校
1993年日本学者Kitamura等人在人的嗜铬细胞瘤(pheochromocytoma，PC)中发现并分离和鉴定了一种新的生物活性肽，因其首先从肾上腺髓质的PC组织中被分离出来，并且大量存在于正常肾上腺髓质和PC组织中，故命名为肾上腺髓质素(adrenomedullin，ADM)。继而又纯化和克隆了人的ADM(hADM)的cDNA序列。该段序列5’和3’端非翻译区分别含156和738个碱基；起始密码(ATG)由第1-3个碱基组成。第1-555个碱基组成开放的阅读框架编码185个氨基酸，组成肾上腺髓质原前体(Prcpro-ADM,PP-ADM)。第556～558位碱基为终止密码(TAG)。在这185个氨基酸组成的前体中N-末端21个氨基酸组成信号肽，最早被水解掉，余下的含164个氨基酸的肽链即肾上腺髓质原(Proadrenomedullin ,Pro-ADM)[1]。
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在人的Pro-ADM氨基酸序列中可产生四个酶解片断，见图1。
图1 人Pro-ADM氨基酸序列简图(A、B、C为3对碱性氨基酸)
hPAMP:
H2N-Ala-Arg-Leu-Asp-Vla-Ser-Gln-Phe-Arg-Lys-Trp-Asn-Lys-Trp-Leu-Ser-Arg-CONH2
rat PAMP:
H2N-Ala-Arg-Leu-Asp-Thr-Ser-Ser-Gln-Phe-Arg-Lys-Lys-Trp-Ala-Leu-Ser-Arg-COOH即Pro-ADM22-41,Pro-ADM45-92,Pro-ADM95-146,Pro-ADM153-185。Pro-ADM45-92是lys43-Arg44和lys93-Arg94两个酶切位点之间的肽段，由48个氨基酸组成，迄今为止，研究较少。Pro-ADM153-185是由Pro-ADM C端的33个氨基酸组成的多肽，该肽具有升高血压促进血管平滑肌增殖的作用，称为肾上腺紧张素(adrenotension,ADT);Pro-ADM95-146，由52个氨基酸组成，因而又称为AMD1-52或ADM。分子中含有一个二硫腱，ADM1-52与降钙素基因相关肽(CGRP)具有同源性，药理活性相似，因而可能属于CGRP家族。它具有强大的降压、扩张血管、利尿，参与垂体、肾上腺的调节以及负性心脏肌力等作用。在高血压、慢性肾衰、充血性心力衰竭、原发性醛固酮增多症、慢性阻塞性肺疾病以及肝硬化腹水患者血浆中均明显升高。Pro-ADM22-41，是Lys43-Arg44之间的肽链，由Pro-ADM的N端20个氨基酸组成，分子量约为2.5KDa，又称为肾上腺髓质素原N-端20肽(Proadrenomedullin N-terminal 20 peptide,PAMP)，第42位上的Gly为其C-末端的Arg41提供酰胺结构，成为Arg-NH2。这个肽段的序列在不同种属间有较高的保守性。如人与大鼠的同源性达85%。与已知的其他活性多肽没有明显的同源性，但与高血糖素样肽-1的受体(第405～424)有45%的同源性，该段序列具有重要的生物学功能[2]。
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一、PAMP在生物体中mRNA的合成分布及组织含量
1. Kitamra-K等人用放免的方法，从猪的肾上腺髓质中纯化出的PAMP并测定其氨基酸序列，发现PAMP的mRNA在血管特别是内皮细胞中较多，在心房、心室、肺、肾中也较多存在，但这些组织中的免疫活性较低，在肾上腺髓质和心房中合成后储存在分泌颗粒中，必要时分泌出来。在人的肾上腺髓质中含有PAMP18.4±8.95fmol/mg，嗜铬细胞瘤组织中含有12.3±9.8fmol/mg，在血浆和尿中浓度也较高，并且与ADM呈正相关，但两者在不同组织中含量之比是不同的，都远低于1.0，显示出尽管两者都来自pro-ADM，但其在不同的组织中的产生和清除的速率是不同的。在大鼠的各种组织中的PAMP分布与人体中的分布具有相同的趋势。PAMP在心房和肾上腺中最高，其次是垂体腺和胃，在脑、肺、主动脉、心室、肾、肝、胰、脾及十二指肠也有发现，但水平较低。在血浆中的浓度(3.8±0.3fmol/ml)与ADM(3.60±0.34fmol/ml)相似[3]。见表1。
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表1 PAMP在大鼠组织中分布(fmol/mg wet tissue) 组织
浓度
脑
0.02±0.01
垂体腺
0.20±0.04
主动脉
0.04±0.02
心房
4.16±0.35
心室
0.02±0.01
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肺
0.06±0.01
肾
0.04±0.01
肾上腺
5.08±0.40
脾
0.04±0.02
胰
0.02±0.01
胃
0.14±0.01
肝
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0.02±0.01
十二指肠
<0.01
2. 清除 Nagatom-Y等发现PAMP可被人的中性肽链内切酶(human neutral endopeptidase,hNEP)所清除，此酶也降解人的心房利钠肽(ANP)，EDTA、phosphramidon和thiorphan可抑制PAMP被NEP降解。NEP至少可清除其6个肽段Arg2-Leu3，Glu8-Phe9,Lys12-Trp13,Lys15-Trp16,Trp16-Ala17和Ala17-Leu18。因此NEP可能参与循环中PAMP的降解[4]。
3. 受体分布 Iwasaki-H等人发现PAMP的受体广泛分布于大鼠的各种组织中，含量最丰富的是主动脉和肾上腺，其次为肺、肾、脑和心。并通过对主动脉血管平滑肌细胞的培养发现一种高亲和力结合位点，其对大鼠PAMP的最大结合力为4.5×106sites per cell。此受体结合时对C端的酰胺基较为敏感，因而大鼠PAMP(1-20)-OH和人PAMP均比大鼠PAMP(1-20)NH2的亲和力小20倍。此外还发现PAMP受体结合过程与百日咳毒素敏感性G蛋白偶联，具体的信号转导还未发现。最近，HinsonJP等人进一步发现在肾上腺皮质球状带有2种不同的PAMP结合位点。其中一种特殊受体与腺苷酸环化酶有关；另一种受体很可能也是ADM的受体。在肾上腺髓质只能发现一种特殊受体，它不能被ADM、CGRP等其他物质所代替，且与cAMP的产生无关。以上肾上腺受体均由周围的PAMP所激活。由此可见大鼠的不同组织中具有不同的PAMP受体，其信号转导机制也不相同[5]。
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二、生物学效应
1. 降压作用 Kitamura-k等给麻醉大鼠静脉注射人PAMP引起快速而有力的剂量依赖性降压效果。Shineosawa T等给清醒的大鼠分别静注PAMP和ADM，在降压效果相同的情况下，PAMP比ADM较少引起反射性心动过速。此外，对于刺毁脑脊髓的大鼠(破坏交感神经系统)，PAMP不能引起降压。然而，电刺激刺毁脑脊髓的大鼠的末梢交感神经系统引起血压升高，心率加快时，静注PAMP可引起降压，并发现大鼠的血浆肾素水平被PAMP所降低，这些发现证明PAMP主要通过抑制周围交感神经活性来降压。后来，进一步发现，百日咳疫苗处理过的前几种大鼠，静注PAMP并不引起血压下降及血浆中肾素水平减少。whole-cell clamp技术显示PAMP抑制周围交感神经末梢释放肾素从而降低血压，是因为其抑制了N型Ca2+通道，而这种作用则是由百日咳毒素敏感的G蛋白介导的[6]。
2. 血管活性作用 静注PAMP可使大鼠的体循环动脉及后肢血管的灌注压呈剂量依赖性降低，且与血管基础张力有关。PAMP的此种作用的能力比ADM小100倍。在猫的后肢血管床作了相同的试验，结果相似。PAMP降低血管灌注压的作用不受α受体、肾素神经末梢阻滞剂及CGRP受体拮抗剂的影响，无论是否受神经支配都是相同的。它是通过一个直接的cAMP依赖性机制，抑制肾素释放只起了很小的作用[7]。
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3. 扩张支气管作用 Kanazawa-H等人发现PAMP能明显抑制由乙酰胆碱和组胺诱致的猪的支气管狭窄。其效应可持续5min，明显短于ADM，强度较ADM小100倍。说明PAMP具有诱导快速、短效的支气管扩张作用。他们还发现PAMP可抑制Capsaian诱导的支气管收缩，这种支气管保护作用持续大于10min，呈剂量依赖性，与异丙肾上腺素效果相同。PAMP还能呈剂量依赖性明显抑制P物质的释放，但不能影响外源性的神经肽A(NKA)或者NAK+SP诱导的支气管收缩。由此证明PAMP的支气管保护作用，主要是通过抑制气道C纤维末梢速激肽的释放来实现的[8]。
4. 抑制人的神经胚细胞瘤TGW的增殖 PAMP和ADM均能抑制神经胚细胞瘤的生长和DNA合成。但PAMP不受CGRP拮抗剂和ADM(22-52)的影响，只受百日咳毒素和Omega-Cono toxin GIVA的影响，ADM却与之相反。由此可见PAMP通过百日咳毒素敏感G蛋白偶联受体来抑制N型Ca2+通道，从而抑制神经胚细胞瘤的生长，与ADM诱导的抑制细胞生长的机制不同[9]。
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5. 抑制儿茶酚胺的合成和烟碱刺激的儿茶酚胺的释放 PAMP可以抑制肾上腺髓质细胞由卡巴可诱导的酪氨酸合成儿茶酚胺。卡巴可诱导的酪氨酸羟化酶的活性也被减弱。说明PAMP是一个新奇的通过抑制肾上腺髓质细胞的限速酶，来调节儿茶酚胺的合成的内源性肽。
Nagotomo T等人通过利用whole-cell patch-champ以及细胞内的Ca2+成象技术，通过培养牛的肾上腺髓质细胞发现了PAMP的抗胆碱能机制。PAMP呈剂量依赖性抑制烟碱电流和烟碱诱导的细胞内Ca2+升高。PAMP本身不能诱导任何离子流，也不能影响电压依从式Ba2+电流或高K+诱导的细胞内Ca2+升高，因此这种抑制是选择性的。PAMP的抑制影响开始很迅速，10秒内达到稳态，并持续10～15min。烟碱电流的脱敏过程，也因注入PAMP而明显加快。因此可见PAMP通过抑制烟碱电流和烟碱诱导的细胞内Ca2+升高而减少儿茶酚胺的释放[10]。
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6. 抑制盐皮质激素的释放 PAMP不仅能明显抑制大鼠的由血管紧张素Ⅱ(ATⅡ)刺激的醛固酮的产生，还可抑制基础醛固酮的分泌，且PAMP比ADM效果更强，并不被CGRP拮抗剂所抑制。肿瘤细胞，例如Conn's腺瘤细胞比正常肾上腺皮质细胞对PAMP更敏感。PAMP也许在下丘脑-垂体-肾上腺轴的调节中起作用，是体液和电解质平衡的调节机制之一[11]。
7. 拮抗中枢神经系统的烟碱样胆碱能受体 Nabekara J等人在从大鼠蓝班快速分离的神经元上发现PAMP可抑制烟碱样胆碱能受体介导的内向离子流。这种抑制作用并不表现为电压依从式的[12]。
三、 PAMP与疾病
1. PAMP与原发性高血压 Haruhiko Inatsu等测定了自发性高血压大鼠(SHR)的组织和血浆中的PAMP，发现具有免疫活性的PAMP在心房、心室以及血浆中的浓度明显高于对照的WKY大鼠，而肺中的浓度却明显低于WKY大鼠。说明PAMP可能参与系统高血压的自我调节机制。目前国内外临床上还未进行过此项测定的报告。
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2. 充血性心力衰竭 Etoh T等用放免方法测定了26例慢性心衰的患者血浆PAMP浓度，发现其明显高于对照组。心功能Ⅲ级或Ⅳ级的患者血浆PAMP浓度也明显高于Ⅰ、Ⅱ级患者，提示PAMP随心衰的程度的加重而升高[13]。
3. 肾功能不全 Eto-T等测定了肾功能不全病人血浆中的PAMP浓度，发现明显高于对照组，且血肌酐大于2mg/dl组的浓度高于血肌酐小于1mg/dl组。说明PAMP在肾功能不全的体液调节中可能起一定作用[14]。
4.甲状腺毒症 Taniyama M等测定了未经治疗的毒性弥漫性甲状腺肿病人的血浆中的PAMP是增高的，而且病情越严重，浓度越高。但未发现它们之间有明显统计学意义。PAMP的升高可能与毒性弥漫性甲状腺肿的血液流变学有关[15]。
小结 PAMP是目前公认的Pro-ADM上的一段新的降压多肽。它与ADM在生物学活性上的协同关系被认为是Pro-ADM分子内调节机制的体现，但PAMP的作用机制与ADM并不相同。它具有独特的生物活性和作用机制。其生理、病理，尤其是临床意义尚需进一步深入研究。
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参考文献
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(1998-06-03收稿)
(1998-09-18修回), 百拇医药