王 鋒， 梅 山， 戴天姝， 魏士昊， 史遠剛， 淡新剛*

(1.寧夏大學 農(nóng)學院，寧夏 銀川 750021； 2.六安市葉集區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，安徽 六安 237000)

KISS1基因首先在篩選抑制人黑素瘤細胞轉移的基因中被發(fā)現(xiàn)[1].編碼kisspeptin蛋白的KISS1基因位于人染色體lq32～41區(qū)域，由4個外顯子和3個內(nèi)含子組成，前2個外顯子不翻譯，第3個外顯子由38個非編碼堿基對構成，后接轉錄起始位點和其他103個編碼堿基對，第4個外顯子中包含332個編碼堿基對、終止子和多腺苷酸化信號[2].KISS1編碼的初始肽類產(chǎn)物由145個氨基酸構成，根據(jù)其水解后氨基酸鏈長度的不同可分為kisspeptin 54,kisspeptin14,kisspeptin13,kisspeptin10，統(tǒng)稱為kisspeptins[3].kisspeptins家族及其包含的各級短肽，都具有相同 C 端結構Arg-Phe-NH2，屬于RF-酰胺化修飾結構，具有相類似的生物學活性.目前已經(jīng)克隆出很多動物KISS1基因的cDNA序列(包括人、牛、羊、猴、小鼠、大鼠和黑猩猩).通過氨基酸序列相似性分析，發(fā)現(xiàn)靈長類動物的相似性高于85%，而人和嚙齒類動物之間有部分同源性(45%～50%)[4].研究發(fā)現(xiàn)，在人及鼠的大腦中,kisspeptin是G蛋白偶聯(lián)受體54(G protein-coupled receptors 54，GPR54)的一個配體，kisspeptins作為其天然配體，發(fā)揮調控作用的途徑就是通過激活其特異性受體GPR54來實現(xiàn)的[5].人類的GPR54基因含有5個外顯子和4個內(nèi)含子，位于19號染色體上，別名AXOR12或hoT7T175，其開放式閱讀框架包括1 197個氨基酸，可編碼相對分子質量為75 kD，其與甘丙肽以及阿片受體家族具部分同源性[6].Roa等研究發(fā)現(xiàn),人類GPR54基因同哺乳動物序列相似性較高[7]，可達80%；但與水生動物或兩棲動物有部分同源性(45%)，可見GPR54基因在不同動物中較保守，而kisspeptin及其受體GPR54基因在哺乳動物各個組織器官中大量表達，其生物學功能最初被界定為抑制腫瘤轉移.突變或無法正常表達KISS1基因可能會引發(fā)子宮內(nèi)膜癌、乳腺癌、膀胱癌等多種病癥，還與多種惡性腫瘤的轉移和侵襲有關[8].進一步研究發(fā)現(xiàn)，kisspeptin-GPR54系統(tǒng)在調節(jié)生殖活動中起關鍵神經(jīng)元作用.kisspeptin神經(jīng)元位于生殖軸的最上端，釋放的kisspeptin與其受體GPR54結合后，調控促性腺激素釋放激素的分泌，影響促卵泡素和促黃體激素的分泌，進而影響哺乳動物的各項繁殖能力，包括性別分化、青春期啟動、促性腺激素分泌的調節(jié)以及激素和環(huán)境對生育的控制[9].除了在下丘腦-垂體-性腺軸起重要作用外，kisspeptin還參與動物機體代謝[10]、季節(jié)性發(fā)情[11]等一些列重要生理事件的調控.

研究表明，kisspeptin及受體在子宮和胎盤中高表達，缺乏kisspeptin信號刺激會影響胚胎與子宮的黏附和定位，kisspeptin對哺乳動物胚胎著床有重要作用；血清或血漿中kisspeptin水平異常與妊娠相關疾病關系密切，可能是診斷或預測妊娠相關疾病的潛在生物標記物.此外，血清或血漿中kisspeptin水平的檢測也是妊娠早期流產(chǎn)診斷新的方法[12—13].因此，為明確kisspeptin-GPR54對哺乳動物妊娠的影響，筆者闡述kisspeptin-GPR54在胚胎著床、胎盤形成中的調控作用，歸納kisspeptin-GPR54在早期妊娠相關疾病診斷方面的研究，強調kisspeptin可能會成為新的妊娠早期流產(chǎn)診斷標志物，為進一步研究kisspeptin-GPR54在哺乳動物妊娠中的調控作用提供參考.了解kisspeptin-GPR54系統(tǒng)在妊娠過程中的表達、功能及其潛在的分子機制，有助于妊娠疾病的預防、診斷及治療.

1 Kisspeptin調控胚胎著床

胚胎植入過程包括定位、黏附、穿透3個階段.研究表明，kisspeptin-kiss1r信號可在人類和動物的子宮中表達.對于懷孕的小鼠，子宮中kisspeptin-kiss1r信號在胚胎植入中發(fā)揮重要作用[14].Francis等研究發(fā)現(xiàn)，在小鼠子宮內(nèi)膜中，kisspeptin在妊娠第4天觸發(fā)子宮中p38(mitogen-activated protein kinase p38)、細胞外信號調節(jié)激酶1/2(extracellular reg-ulated kinase 1/2,ERK1/2)的磷酸化[15]，從而影響小鼠子宮內(nèi)膜的形成及其功能.Zhang等研究發(fā)現(xiàn)[16]，當KISS1的表達被干擾RNA減弱時，基質細胞蛻膜化的進展被明顯阻止.Babwah等的研究表明，kisspeptin能增加小鼠胚胎與I型膠原的黏附能力[17]，kiss1+/-的胚胎不能在kiss1-/-的子宮中植入，子宮中kisspeptin-kiss1r信號系統(tǒng)的缺失可能是囊胚無法與子宮上皮黏附的原因.此外，kisspeptin可能通過下調基質金屬蛋白酶-2(MMP-2)和基質金屬蛋白酶-9(MMP-9)的活性，介導ERK1/2和蛋白激酶C(protein kinase C,PKC)信號通路增加小鼠囊胚對膠原的黏附[18].白血病抑制因子(leukemia inhibitory factor，LIF)是胚胎植入中非常重要的一種細胞因子.子宮腺來源的LIF是啟動胚胎和子宮溝通的橋梁，使胚胎附著和基質細胞蛻膜.研究表明，kisspeptin可能是LIF的上游調節(jié)因子；kisspeptin調控胚胎植入過程的機制可能是通過上調LIF水平實現(xiàn)的[19].Mumtaz等研究發(fā)現(xiàn),在接受卵胞漿內(nèi)單精子注射的婦女血清中[20]，kisspeptin水平較低與植入失敗有關，不明原因不孕的女性，血清中kisspeptin的缺乏與卵胞漿內(nèi)單精子顯微注射技術(intracytoplasmic sperm injection，ICSI)植入的機會減少有關.Jamil等的研究發(fā)現(xiàn)[21],人絨毛膜促性腺激素給藥當天血清中kisspeptin濃度升高是單精子注射后妊娠的一個積極預測因素，高水平的kisspeptin表達意味著胚胎植入成功率更高.綜上所述，kisspeptin-kiss1r系統(tǒng)在胚胎植入中起重要作用，kisspeptin-kiss1r系統(tǒng)可能在囊胚和子宮內(nèi)膜中發(fā)揮作用.通過下調MMP-2，MMP-9的活性，增加囊胚對膠原的黏附；上調LIF促進胚胎與子宮內(nèi)膜的黏附來促進胚胎著床，且kisspeptin-kiss1r系統(tǒng)的缺失導致一部分胚胎植入失敗[15, 22].

2 Kisspeptin調控胎盤的形成

胚胎植入后，滋養(yǎng)層干細胞立即增殖分化為絨毛和絨毛外2種細胞.非遷移性絨毛滋養(yǎng)層細胞融合形成位于絨毛外層的多核絨毛合體滋養(yǎng)層細胞，絨毛外滋養(yǎng)層細胞最終分化為胎盤床和血管內(nèi)滋養(yǎng)層細胞.早期的研究表明，kisspeptin-kiss1r系統(tǒng)在胎盤的表達具有時空性，在調節(jié)胎盤功能方面可能起著基礎性的作用[1, 23].Janneau等在早期通過RT-PCR證實，KISS1和KISS1r基因在人胎盤中可表達[24].人在早孕期間，KISS1基因主要在非遷移性絨毛滋養(yǎng)層細胞中表達，不在絨毛外滋養(yǎng)層細胞中表達[24—25].Bilban等研究發(fā)現(xiàn)[25]，kisspeptin-10增加早期胎盤滋養(yǎng)層細胞內(nèi)Ca2+的濃度，以劑量依賴的方式降低膠原酶活性和MMP-2活性，使滋養(yǎng)層細胞遷移的能力減弱.Francis等的研究證實[15]，kisspeptin-10通過誘導ERK1/2磷酸化抑制了原代滋養(yǎng)層細胞MMP-1，MMP-13，MMP-17，MMP-19，MMP-110和MMP-114以及血管內(nèi)皮生長因子的表達，降低滋養(yǎng)層細胞的遷移能力.除了調節(jié)MMP和血管內(nèi)皮生長因子的表達和功能外，kisspeptin還以劑量依賴的方式，通過誘導ERK1/2與蛋白激酶C級聯(lián)反應，迅速增加絨毛外滋養(yǎng)層細胞與I型膠原的黏附，降低滋養(yǎng)層細胞的遷移能力[18].

在來源于妊娠早期胚胎干細胞的人胎盤細胞系人絨毛膜滋養(yǎng)層細胞(HTR8)中，KISS1和KISS1r基因的mRNA和蛋白表達水平都顯著低于原代滋養(yǎng)層細胞[26].Roseweir等研究發(fā)現(xiàn)[19]，kisspeptin-10通過激活ERK1/2-p90rsk-GSK3β-FAK信號通路抑制HTR8的遷移.另外，kisspeptin-kiss1r系統(tǒng)對牛胎盤子葉細胞系的細胞增殖具有負面調節(jié)作用，但在人類滋養(yǎng)層細胞中沒有發(fā)現(xiàn)[26].上述研究表明，kisspeptin-kiss1r系統(tǒng)在人類胎盤形成中起重要調控作用，kisspeptin抑制滋養(yǎng)層細胞的侵襲和遷移，這與kisspeptin在抑制惡性黑色素瘤細胞轉移潛能中的作用一致[1].Kisspeptin-kiss1r信號可能通過激活ERK1/2、抑制MMP的表達和活性，抑制滋養(yǎng)層細胞和絨毛外滋養(yǎng)層細胞的遷移，負向調節(jié)胎盤的形成.

3 Kisspeptin與早期妊娠相關疾病

3.1 Kisspeptin與異位妊娠

異位妊娠(ectopic pregnancy, EP)是指因生殖系統(tǒng)疾病或損傷等原因導致受精卵在子宮腔外著床，通常也稱為宮外孕.異位妊娠的發(fā)病率為2%～3%，是早期妊娠孕婦死亡的主要原因.目前，EP的診斷主要基于經(jīng)陰道超聲檢查和連續(xù)測定人絨毛膜促性腺激素β亞單位(β-hCG).但對于可能出現(xiàn)假陽性或陰性診斷的懷孕，診斷的準確性較低.因此，為提高EP診斷的準確性，研究一種新的診斷EP的生物標記物是必要的.kisspeptin可以促進胚胎黏附，在子宮內(nèi)膜適當?shù)奈恢弥?Gaytan等發(fā)現(xiàn)，在輸卵管高表達的KISS1基因可防止大鼠異位著床[27].許多與異常胎盤有關的妊娠狀況都與kisspeptin水平的異常變化有關.Romero Ruiz等的研究表明，在EP的前3個月[28]，kisspeptin水平顯著下降；EP 中觀察到的miR-324-3p表達增加，可能導致EP中KISS1基因表達水平的降低.KISS1基因表達的下降影響滋養(yǎng)層細胞侵襲過程，但這一過程有可能被局部產(chǎn)生的kisspeptin抑制，從而促進胚胎異位著床[25].綜上所述，kisspeptin的表達水平在EP中受到抑制，進一步分析kisspeptin0、單獨測定或與人絨毛膜促性腺激素(hCG)聯(lián)合測定可能是一種新的EP鑒定方法.與傳統(tǒng)方法相比，該方法可提高EP檢測的靈敏度和特異性，為預防EP提供可靠依據(jù).

3.2 Kisspeptin與子癇前期

子癇前期(preeclampsia, PE)是一種妊娠并發(fā)癥，其特征是妊娠20周后并發(fā)高血壓和終末器官功能障礙，是產(chǎn)婦死亡的第二大原因.Ziyaraa等的研究表明[29]，kisspeptin在預測和診斷子癇前期中發(fā)揮重要作用.對于PE診斷作用，PE患者在妊娠中期或晚期，血漿中kisspeptin水平明顯低于血壓正常孕婦的.PE患者血漿中kisspeptin水平與24 h尿蛋白定量呈負相關關系，與平均動脈壓呈負相關關系，表明血漿中kisspeptin水平與病情嚴重程度相關[29].對于PE預測，妊娠11～14周或16～20周婦女的血清中kisspeptin水平，在隨后發(fā)展為先兆子癇的婦女血清中顯著降低，表明血清中kisspeptin水平的降低可能預示PE的發(fā)生[29].與此不同的是，Zhang等的研究表明[16]，KISS1基因在胎盤組織中的表達變化與PE患者的血漿或血清中kisspeptin水平不同，PE患者胎盤中KISS1基因的mRNA和蛋白表達水平明顯高于正常妊娠婦女體內(nèi)的.

胎盤中MMP-9的異常表達對胎盤的侵襲和成熟有負面影響，并與子癇前期的發(fā)生有關.研究發(fā)現(xiàn)，kisspeptin可下調胎盤中MMP-9的表達，局部KISS1基因的過表達可能引起胎盤的侵襲和成熟異常，是先兆子癇發(fā)生的基礎[30].Stevens等的研究發(fā)現(xiàn)[31]，血管生成缺陷被認為與PE的發(fā)病機制有關，并與疾病的嚴重程度有關.研究表明，KISS1r基因已在血管平滑肌中被發(fā)現(xiàn)(包括主動脈、冠狀動脈和臍靜脈).Kisspeptin-10具有抗血管生成作用，并抑制胎盤動脈新血管生成[32].因此，kisspeptin可能通過與血管中的受體結合而對機體產(chǎn)生心血管效應，血漿中kisspeptin水平異?？赡苁谴龠MPE發(fā)生的潛在因素[32].Dhillo等的研究表明[33]，服用kisspeptin與健康男女血壓或心率的顯著變化無關，表明局部產(chǎn)生的kisspeptin可能直接作用于胎盤組織，并在先兆子癇患者體中發(fā)揮抗血管生成的作用.最新的研究表明，PE患者血漿中的kisspeptin-10與β-hCG呈顯著正相關，檢測母體血漿中kisspeptin-10水平可能是一種有效篩查PE的方法，但目前的陽性預測價值較低，檢測的靈敏度不高[34].

3.3 Kisspeptin與妊娠滋養(yǎng)細胞腫瘤

KISS1基因在胎盤中的高度表達，并在滋養(yǎng)層細胞侵襲調控中發(fā)揮重要作用[17].KISS1基因在胎盤局部表達的變化可能使胎盤侵襲性改變，并導致疾病的發(fā)生.妊娠滋養(yǎng)細胞腫瘤(gestational trophoblastic tumor,GTN)是一組惡性胎盤疾病，包括侵襲性葡萄胎、絨毛膜癌、胎盤部位滋養(yǎng)細胞腫瘤和上皮樣滋養(yǎng)細胞腫瘤.一直以來，血清中hCG水平被用來預測惡性GTN化療前、化療中或化療后的預后，但特異性不是很高[35].因此，研究一種生物標志物來診斷預測GTN 是有重要意義的.Janneau等的研究表明[24]，KISS1和KISS1r基因在葡萄胎(良性GTN細胞)中的表達顯著增加，而在絨毛膜癌細胞(惡性GTN細胞)中的表達降低，表明KISS1基因在胎盤組織中的表達下調可能與其惡性程度有關.但在惡性GTN患者血漿中kisspeptins(包括kisspeptin-54，kisspeptin-14，kisspeptin-10)水平升高[36].在化療期間和治療后，GTN患者血漿中kisspeptin水平下降，表明血漿中kisspeptin水平可預測惡性GTN的預后[36].此外，惡性GTN患者在化療前、化療中、化療后，血漿中kisspeptin水平與hCG水平均呈正相關關系，表明惡性GTN患者血漿中kisspeptin和hCG可能來源于同一組織，具有相似的分泌脈動[36].因此，單獨檢測血漿中kisspeptin水平或與hCG聯(lián)合測定，對GTN的診斷和預測惡性GTN治療具有重要意義.

3.4 Kisspeptin與子宮內(nèi)膜異位癥

子宮內(nèi)膜異位癥(endometriosis,EMs)是指子宮內(nèi)膜組織在子宮以外的部位出現(xiàn)、生長、浸潤，反復出血，發(fā)生病變，繼而引發(fā)疼痛、不孕及包塊等[37].MMP-2，MMP-9屬于基質金屬蛋白酶家族，可降解細胞外基質及基底膜，可能有利于異位病灶的發(fā)展.研究發(fā)現(xiàn)，EMs的發(fā)生、進展與MMP活性增高有關[38].MMP-2，MMP-9的上調可能會促進細胞外基質蛋白的降解，促進細胞遷移和侵襲[38—39].Ziyaraa等的研究發(fā)現(xiàn)， kisspeptin抑制HT-1080細胞中MMP-9的轉錄[29].Bilban等的研究發(fā)現(xiàn)，kisspeptin可降低培養(yǎng)滋養(yǎng)層細胞中MMP-2的活性[25].同時，KISS1基因的表達也會因為MMP-2，MMP-9的切割而失活，這是一種負反饋機制[40].Abdelkareem等研究發(fā)現(xiàn)[41]，患有子宮內(nèi)膜異位癥的婦女，血漿中KISS1和KISS1r基因的水平降低；KISS1基因表達的減少可能會緩解對MMP-2，MMP-9的抑制，從而增加細胞外基質的降解.而子宮內(nèi)膜異位癥中MMP活性的增加降低了KISS1基因的表達，進一步減輕KISS1基因對遷移和侵襲的抑制作用[41].此外，異位內(nèi)膜組織中KISS1基因持續(xù)低表達可能導致持續(xù)的組織浸潤，造成深層浸潤性子宮內(nèi)膜異位和異位卵巢囊腫發(fā)生[41].綜上所述，患有子宮內(nèi)膜異位癥婦女的子宮內(nèi)膜間質中KISS1和KISS1r基因水平降低；在異位病變的類型中，KISS1基因水平在深層浸潤性子宮內(nèi)膜異位植入與淺層異位內(nèi)膜植入中相比更低.KISS1基因持續(xù)低水平,在子宮內(nèi)膜異位癥的發(fā)生和發(fā)展預測中有重要作用.

4 Kisspeptin與早期流產(chǎn)

流產(chǎn)是早孕期間最常見的疾病.一直以來，血清中β-hCG定量檢測被用作流產(chǎn)的生物標志物，但該方法診斷流產(chǎn)的準確性不高.研究發(fā)現(xiàn)，外周血中kisspeptin的濃度在懷孕前中期逐漸增加，在懷孕后期明顯升高，且比未懷孕的婦女高7 000倍.與選擇性終止妊娠的婦女相比，反復流產(chǎn)的婦女胎盤中kisspeptin的表達水平明顯較低[42].研究發(fā)現(xiàn)，血漿或血清中kisspeptins(kisspeptin-10或kisspeptin-54)水平在區(qū)分和確認流產(chǎn)方面顯示出與hCG同等甚至更高的準確性[12, 43].以6～10周的孕婦為研究對象[12]，在宮內(nèi)妊娠婦女(20人)和確診流產(chǎn)婦女(20人)血清中均檢測到kisspeptin-54.以8～14周的孕婦為研究對象[12]，在單胎妊娠婦女(899人)和確診流產(chǎn)婦女(50人)的血清樣本中均檢測到kisspeptin-54，kisspeptin-14和kisspeptin-10.這些結果證明，血漿中kisspeptin水平可作為妊娠早期流產(chǎn)的判斷標準，且在預測結果上可能比傳統(tǒng)hCG好.此外，與單獨測定kisspeptin相比，kisspeptin和hCG聯(lián)合檢測顯示出與單獨檢測相同的診斷準確率[12].因此，血清中kisspeptin和hCG水平在預測妊娠早期流產(chǎn)方面具有相似的診斷意義[12].

最新的研究發(fā)現(xiàn)，臨床妊娠婦女的血清中kisspeptin水平高于生化妊娠丟失和未能受孕患者的.與已有研究不同的是，kisspeptin與β-hCG相比，在預測流產(chǎn)方面具有更多的診斷信息[44].Hu等評估了血清中kisspeptin水平在凍融胚胎移植(in vitro fertilization-embryo transform,IVF-ET)后第14天和第21天的預測價值[45]，發(fā)現(xiàn)孕婦在胚胎移植后第21天血清中kisspeptin水平高于胚胎移植后14天的，胚胎移植后14天血清中kisspeptin水平與胚胎著床率呈負相關關系.綜上所述，在不同的研究中，kisspeptin對妊娠流產(chǎn)的預測結果不同，可能的原因是，樣品的采集方法、不同的處理時間和儲存條件，但是血清中的kisspeptin水平仍可能是一種新的早期妊娠流產(chǎn)診斷標志物.

5 總結與展望

外周子宮和基于胎盤的kisspeptin-kiss1r系統(tǒng)是妊娠的主要調節(jié)因素.子宮系統(tǒng)調節(jié)胚胎植入和蛻膜化，而子宮系統(tǒng)和胎盤系統(tǒng)調節(jié)胎盤形成.子宮中kisspeptin-kiss1r系統(tǒng)通過控制子宮內(nèi)膜腺體分泌物(如LIF)來調節(jié)胚胎著床，并以自分泌或旁分泌的方式抑制蛻膜細胞的運動，從而間接調節(jié)胚胎和胎盤對子宮的侵襲.胎盤中kisspeptin-kiss1r系統(tǒng)負向調節(jié)絨毛外滋養(yǎng)層細胞的遷移和侵襲，從而直接控制胎盤對子宮的侵襲.雖然kisspeptin-kiss1r系統(tǒng)在哺乳動物胚胎著床及胎盤形成過程中起重要作用，但具體的調控機制仍然不清楚，需進一步的研究.并且，kisspeptin與妊娠相關疾病的發(fā)生關系密切，外周血中kisspeptin已成為診斷這些疾病的潛在生物學標志物.目前，仍有許多問題待解決，如不同的樣品采集方法、不同處理時間和儲存條件會導致檢測的kissspeptin濃度存在差異；kisspeptins在體內(nèi)存在多種形式，究竟檢測其中一種還是總的kisspeptins濃度，才能更準確診斷相關疾??；對于血中有效kisspeptins的檢測方法僅限于放免試劑盒，缺乏其他有效診斷方法等.這些都需進一步深入研究，并建立標準化樣本的采集、處理、檢測方法.另外，在妊娠的第1個月，針對血清中kisspeptins濃度變化規(guī)律的研究較少，其濃度是否與妊娠發(fā)展呈正相關關系還不得而知.在妊娠前5周內(nèi)，血清中kisspeptin濃度明顯高于未妊娠體內(nèi)的，且濃度變化與hCG類似，因此可發(fā)展成一種新的早孕診斷方法.此外，在腦中樞，kisspeptin神經(jīng)纖維與產(chǎn)生催產(chǎn)素的神經(jīng)纖維相接觸，中樞kisspeptin注射能夠刺激妊娠末期催產(chǎn)素的合成，表明kisspeptin可能參與調控分娩的啟動[46].另外，研發(fā)新的動物模型，以促進我們對健康和疾病中kisspeptin-kiss1r信號的理解.在研究胎盤形成時，主要依賴小鼠和大鼠作為人類胎盤形成的實驗室模型，而其他小型動物(如豚鼠)，可更好地概括在女性身上觀察到的絨毛外滋養(yǎng)層侵襲和螺旋動脈重塑，因此，在豚鼠方面的實驗可能是有關kisspeptin-kiss1r在女性妊娠研究中的重要補充.因此，進一步探索kisspeptin在不同種動物妊娠中的調控機制，不僅更好地了解kisspeptin-kiss1r系統(tǒng)在調節(jié)哺乳動物妊娠和動物繁殖中的作用，還可為妊娠相關疾病的診斷和治療提供新的思路和方法.