論文：孤啡肽N/OFQ促進(jìn)魚(yú)類(lèi)攝食的研究前景

摘 要：1995年Munier 等和Reinscheid等相繼在小鼠腦和豬腦中發(fā)現(xiàn)了孤啡肽（Nociceptin/orphanin FQ，N/OFQ）。2001年首次在魚(yú)類(lèi)的高首鱘中發(fā)現(xiàn)了N/OFQ。N/OFQ是一個(gè)17個(gè)氨基酸的多肽，由孤啡肽原（PNOC）水解形成，除了N/OFQ，PNOC在哺乳動(dòng)物中還可以水解出痛穩(wěn)素（nocistatin），魚(yú)類(lèi)中還可以水解出痛敏樣肽（nociception-like peptide）。N/OFQ在多種動(dòng)物的中樞神經(jīng)系統(tǒng)和外周組織中廣泛分布，這暗示其可能具有多種生物學(xué)功能。研究表明，N/OFQ可以參與動(dòng)物痛覺(jué)調(diào)節(jié)、抑制動(dòng)物記憶、參與免疫調(diào)節(jié)、尼古丁敏感性調(diào)節(jié)和抑制子宮收縮等。除此之外，N/OFQ還可以促進(jìn)動(dòng)物攝食，增加動(dòng)物體重以及致使動(dòng)物偏嗜高能日糧。N/OFQ促進(jìn)動(dòng)物攝食有3種途徑：通過(guò)作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)CART/POMC神經(jīng)元和AgRP/NPY神經(jīng)元中的受體，影響神經(jīng)院中CART和AgRP的分泌；促進(jìn)胃腸蠕動(dòng)，加速食物排空；調(diào)節(jié)5-HT、γ-氨基丁酸、組胺等攝食相關(guān)因子。

關(guān)鍵詞：孤啡肽；魚(yú)類(lèi)；攝食；研究前景

中圖分類(lèi)號(hào)：S917 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20161233060

引言

攝食是一個(gè)復(fù)雜而精細(xì)的過(guò)程，由中樞攝食系統(tǒng)和外周飽食系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)控，對(duì)保持機(jī)體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定、維持正常生命活動(dòng)具有重要意義。在動(dòng)物養(yǎng)殖中，通過(guò)刺激動(dòng)物體內(nèi)促進(jìn)食欲因子可以促進(jìn)動(dòng)物食欲，從而提高動(dòng)物采食量，使動(dòng)物生長(zhǎng)速率增加。因此，對(duì)動(dòng)物體內(nèi)促食欲因子的研究顯得尤為重要。下丘腦各核團(tuán)和外周組織可合成和分泌一系列食欲相關(guān)因子，例如刺鼠相關(guān)蛋白（agouti gene-related protein，AgRP），神經(jīng)肽Y（Neuropeptide Y，NPY），增食欲素（orexin），胃饑餓素（Ghrelin），胰島素（insulin）、孤啡肽（Nociceptin/orphanin FQ，N/OFQ）等。

N/OFQ是阿片肽家族中的第四個(gè)成員，于1995年首次在小鼠和豬中相繼被發(fā)現(xiàn)，隨后在人體內(nèi)也發(fā)現(xiàn)N/OFQ的存在，而在魚(yú)類(lèi)中，僅在高首鱘和斑馬魚(yú)有基因克隆的相關(guān)報(bào)道。本文就N/OFQ目前在動(dòng)物界攝食調(diào)節(jié)的研究現(xiàn)狀作一綜述，為將來(lái)N/OFQ在魚(yú)類(lèi)攝食調(diào)節(jié)方面的研究提供參考。

1 孤啡肽前體（PNOC）的結(jié)構(gòu)及N/OFQ的蛋白結(jié)構(gòu)

孤啡肽原（prepronociceptin，PNOC）是N/OFQ的前體蛋白，可通過(guò)蛋白酶剪切之后得到N/OFQ。

1.1 孤啡肽前體（PNOC）的結(jié)構(gòu)

研究證明，PNOC存在于哺乳類(lèi)、鳥(niǎo)類(lèi)和魚(yú)類(lèi)的基因組中。斑馬魚(yú)的PNOC基因定位于20號(hào)染色體上，由4個(gè)外顯子和3個(gè)內(nèi)含子組成，翻譯起始點(diǎn)（ATG）位于外顯子2上（圖1）。

PNOC的cDNA全序列已經(jīng)在哺乳類(lèi)和魚(yú)類(lèi)多個(gè)物種上被克隆。魚(yú)類(lèi)PNOC的cDNA全序列研究在高首鱘和斑馬魚(yú)上已有克隆報(bào)道。高首鱘的PNOC的cDNA全長(zhǎng)860bp，其中編碼區(qū)序列（CDS）長(zhǎng)為582bp，編碼194個(gè)氨基酸。而斑馬魚(yú)的PNOC基因具有兩個(gè)亞型，分別是PNOCa和PNOCb。其PNOCa的cDNA全長(zhǎng)1218bp，編碼區(qū)序列（CDS）706bp，編碼235個(gè)氨基酸；PNOCb的cDNA全長(zhǎng)1129bp，編碼區(qū)序列（CDS）702bp，編碼233個(gè)氨基酸。

PNOC的蛋白結(jié)構(gòu)在各物種間比較保守。PNOC通過(guò)蛋白酶剪切后，得到成熟的生物活性肽，其中包括N/OFQ及痛穩(wěn)肽（nocistatin，NST）（圖2）。而已有研究報(bào)道，NST具有與N/OFQ相反的生物學(xué)功能，例如NST具有鎮(zhèn)痛作用，抑制動(dòng)物采食量。

與哺乳動(dòng)物不同，魚(yú)類(lèi)PNOC剪切出一個(gè)N-端的4個(gè)殘基為YGGF的N/OFQ，除此之外，還可以剪切出一個(gè)N-端的4個(gè)殘基為FGGF的22肽，即痛敏樣肽（nociception-like peptide），并且，PNOC的2個(gè)亞型PNOCa和PNOCb均可剪切出N/OFQ和痛敏樣肽。

1.2 N/OFQ的蛋白結(jié)構(gòu)

現(xiàn)有研究表明，孤啡肽均由17個(gè)氨基酸殘基組成，N-端的4個(gè)殘基（YGGF或FGGF）對(duì)維持其生物活性十分重要。

魚(yú)類(lèi)N/OFQ的蛋白結(jié)構(gòu)在高首鱘和斑馬魚(yú)上已有報(bào)道。高首鱘N/OFQ的N-端為YGGF 4個(gè)殘基，結(jié)構(gòu)為YGGFIGIRKSARKWNNQ，位于前體蛋白的161～177位。在斑馬魚(yú)中，PNOC的2個(gè)亞型均可剪切出N/OFQ片段，但二者剪切出來(lái)的片段有一定差異。PNOCa剪切出來(lái)的N/OFQ結(jié)構(gòu)為YGGFIGVRKSARKWNNQ，位于PNOCa的187～203位。PNOCb剪切出來(lái)的N/OFQ結(jié)構(gòu)為YGGFIGIRKSARKWNSQ，位于PNOCb的181～197位。

2 N/OFQ的組織分布和生物學(xué)功能

了解N/OFQ的組織分布，有利于推測(cè)和研究N/OFQ的生物學(xué)功能。目前，對(duì)N/OFQ的組織分布主要集中在哺乳動(dòng)物中，在人、大鼠、小鼠和豬的中樞神經(jīng)系統(tǒng)和外周組織器官中都有表達(dá)，其中在腦及胃腸道的含量豐富。但由于物種及試驗(yàn)方法等原因，組織分布研究中N/OFQ在不同組織中表達(dá)趨勢(shì)不完全一致。另外，N/OFQ在鳥(niǎo)類(lèi)、兩棲類(lèi)及魚(yú)類(lèi)中的組織分布還未見(jiàn)研究報(bào)道。

N/OFQ的生物學(xué)功能：參與痛覺(jué)調(diào)節(jié)；對(duì)學(xué)習(xí)和記憶的影響；對(duì)免疫的調(diào)節(jié)；攝食調(diào)節(jié)；其它生物學(xué)功能，如尼古丁敏感性調(diào)節(jié)和抑制子宮收縮等。

3 N/OFQ促進(jìn)動(dòng)物的攝食

目前的研究表明，N/OFQ促進(jìn)哺乳動(dòng)物的攝食，無(wú)研究表明會(huì)抑制動(dòng)物攝食。在魚(yú)類(lèi)上還未開(kāi)展N/OFQ對(duì)攝食影響的研究。

N/OFQ能促進(jìn)動(dòng)物攝食。N/OFQ及其受體ORL1在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中廣泛表達(dá)，其中包括下丘腦、腦干、前腦、脊髓前角和脊髓背角等與中樞調(diào)節(jié)攝食相關(guān)的區(qū)域，因此學(xué)者推測(cè)N/OFQ可能與動(dòng)物攝食相關(guān)。Pomonis等與Gavin等通過(guò)試驗(yàn)證實(shí)了N/OFQ可以增加自由采食大鼠的采食量。Abbasnejad等在肉仔雞、akashi等在蛋仔雞上的結(jié)果一致。這些證據(jù)均證實(shí)N/OFQ能促進(jìn)動(dòng)物攝食。Donata等發(fā)現(xiàn)，與自由采食組相比，禁食大鼠PNOC mRNA和ORL1 mRNA在中樞中的表達(dá)量均顯著降低。

N/OFQ增加動(dòng)物體重。Elaine等發(fā)現(xiàn)，與野生型大鼠相比，在出生后120dORL1基因敲除大鼠的體重增加速率顯著降低。Borzoo等結(jié)果顯示，ORL1敲除組小鼠體重增長(zhǎng)率顯著低于野生型小鼠。Matsushita等試驗(yàn)表明，N/OFQ可以誘導(dǎo)小鼠體重增加。這些結(jié)果表明外源性N/OFQ可以促進(jìn)動(dòng)物體重的增長(zhǎng)，但具體機(jī)制還需進(jìn)一步探明。

N/OFQ可以調(diào)節(jié)動(dòng)物的攝食偏好，但具體的作用機(jī)制還需進(jìn)一步研究。Matsushita等連續(xù)12d向自由采食高脂日糧的小鼠腦室內(nèi)注射N(xiāo)/OFQ，結(jié)果顯示處理組小鼠相比對(duì)照組小鼠體重顯著增加，并且相比連續(xù)注射N(xiāo)/OFQ，飼喂普通日糧試驗(yàn)組，增加趨勢(shì)更為明顯，而腸系膜脂肪相比對(duì)照組同樣顯著增加。Maria等對(duì)大鼠進(jìn)行禁食，然后向大鼠腦室內(nèi)注射N(xiāo)/OFQ之后讓其自由采食普通日糧和高糖日糧，120min后觀察到，N/OFQ處理組大鼠相比對(duì)照組，高脂日糧采食量顯著增多，但普通日糧的采食量并無(wú)顯著差異。

現(xiàn)有的研究表明，N/OFQ可能主要通過(guò)以下3種途徑促進(jìn)動(dòng)物攝食：中樞神經(jīng)系統(tǒng)途徑；促進(jìn)胃腸蠕動(dòng)；調(diào)節(jié)攝食相關(guān)因子。N/OFQ具有促進(jìn)動(dòng)物攝食的作用，但其促進(jìn)攝食的機(jī)制尚無(wú)定論。

參考文獻(xiàn)

[1]李夏，費(fèi)宇行，葉劍雄.小鼠和大鼠組織孤啡肽含量分布[J].北京醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，1997（4）：40.

[2]李海燕，嚴(yán)祥，郭應(yīng)芳.孤啡肽在大鼠胃腸道的分布及意義[J].第四軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，26（4）：318-320.