1、Kisspeptin研究進展研究進展雷治海雷治海2008年年11月月 Kisspeptin是是2001年發現的一種肽類激素，由年發現的一種肽類激素，由KiSS-1基因編碼，可水解產生基因編碼，可水解產生Kisspeptin-54，Kisspeptin-14、Kisspeptin-13和和Kisspeptin-10等等不同長度的酰胺化短肽，不同長度的酰胺化短肽，C端具有精氨酸和苯丙端具有精氨酸和苯丙氨酸。氨酸。GPR54為為Kisspeptin的受體，屬的受體，屬G蛋白耦蛋白耦聯受體。聯受體。Kisspeptin及其受體在腦和多種組織器及其受體在腦和多種組織器官分布，具有影響癌細胞的生長和轉移、

2、調節生官分布，具有影響癌細胞的生長和轉移、調節生殖功能和影響內分泌等作用殖功能和影響內分泌等作用 。 引言引言1、Kisspeptin及其受體的發現及其受體的發現2、Kisspeptin生物學特性生物學特性3、Kisspeptin分布定位分布定位4、Kisspeptin受體受體5、Kisspeptin受體的分布定位受體的分布定位6、Kisspeptin的作用機制的作用機制7、Kisspeptin的生理功能的生理功能8、研究展望、研究展望內容內容 惡性腫瘤細胞從原始病灶向附近或遠處轉移惡性腫瘤細胞從原始病灶向附近或遠處轉移是導致大多數癌癥患者死亡的重要原因，腫瘤轉是導致大多數癌癥患者死亡的重要原

3、因，腫瘤轉移控制基因的研究是一個熱點。移控制基因的研究是一個熱點。Jeong-Hyung Lee等人發現，通過微細胞介導染色體轉移技術等人發現，通過微細胞介導染色體轉移技術（microcell-mediated chromosome transfer）將）將人的人的6號染色體導入轉移性黑色素瘤細胞系號染色體導入轉移性黑色素瘤細胞系C8161或或MelJuSo，至少可抑制，至少可抑制95的轉移，但不影響的轉移，但不影響腫瘤的產生。腫瘤的產生。1 Kisspeptin及其受體的發現及其受體的發現 1996年，他們應用改良的差減雜交技術年，他們應用改良的差減雜交技術（modified subtrac

4、tive hybridization technique）尋找尋找6號染色體號染色體/黑色素瘤細胞雜交系的轉移抑制黑色素瘤細胞雜交系的轉移抑制基因，篩選了幾個候選轉移抑制基因，篩選了幾個候選轉移抑制cDNA，其中一，其中一個克隆僅在非轉移的個克隆僅在非轉移的neo6/C8161.1細胞表達，在細胞表達，在轉移的黑色素瘤細胞系不表達，命名為轉移的黑色素瘤細胞系不表達，命名為KiSS-1 。1 Kisspeptin及其受體的發現及其受體的發現 KiSS-1中的中的“SS”表示抑制物序列（表示抑制物序列（suppres-sor sequence），），“Ki”為一個前綴，表示該基因為一個前綴，表示該

5、基因發現于發現于 Hershey巧克力巧克力“Kiss”的家鄉賓夕法尼亞的家鄉賓夕法尼亞州州Hershey。KiSS-1 cDNA具有一個開放閱讀框，具有一個開放閱讀框，編碼含編碼含164個氨基酸的蛋白質，預計分子質量為個氨基酸的蛋白質，預計分子質量為18 kd。將全長的。將全長的KiSS-1 cDNA轉入轉入C8161黑色素黑色素瘤細胞，能以表達依賴的方式抑制轉移瘤細胞，能以表達依賴的方式抑制轉移 。1 Kisspeptin及其受體的發現及其受體的發現 1999年，年， Lee等人在大鼠發現了一個等人在大鼠發現了一個G蛋白蛋白藕聯受體，命名為藕聯受體，命名為GPR54。2001年，年，Mas

6、ato Kotani等人在尋找等人在尋找GPR54的內源性配體。他們發的內源性配體。他們發現三個分別含有現三個分別含有54、14和和13個氨基酸的多肽，其個氨基酸的多肽，其C端具有端具有RF酰胺，為黑色素瘤細胞轉移抑制基因酰胺，為黑色素瘤細胞轉移抑制基因KiSS-1的產物，命名為的產物，命名為Kisspeptin，相應的肽分，相應的肽分別稱為別稱為Kisspeptin-54、Kisspeptin-14和和Kisspep-tin-13。這些。這些Kisspeptin與與GPR54均有較高的親和均有較高的親和力。力。 1 Kisspeptin及其受體的發現及其受體的發現同年同年Tetsuya Oh

7、taki等人從人胎盤分離了由等人從人胎盤分離了由KiSS-1基因編碼的含有基因編碼的含有54個氨基酸殘基的多肽，個氨基酸殘基的多肽，為人孤兒為人孤兒G蛋白耦聯受體（蛋白耦聯受體（hOT7T175）的內源）的內源性配體，因為他抑制黑色素瘤和乳腺癌細胞的轉性配體，因為他抑制黑色素瘤和乳腺癌細胞的轉移移metastasis，命名為，命名為metastin。Metastin抑制表抑制表達達hOT7T175細胞的趨化現象、入侵和轉移。細胞的趨化現象、入侵和轉移。2001年，年，Muir等人報道，他們克隆了一個人的孤等人報道，他們克隆了一個人的孤兒兒G蛋白耦聯受體，命名為蛋白耦聯受體，命名為AXOR12，

8、與大鼠的，與大鼠的孤兒受體孤兒受體GPR54有有81的同源性。的同源性。 1 Kisspeptin及其受體的發現及其受體的發現該受體可被該受體可被KiSS-1基因編碼的前體肽的一些基因編碼的前體肽的一些分泌片段激活。由此可見，分泌片段激活。由此可見，Metastin和和Kisspep-tin均為均為KiSS-1基因的表達產物，基因的表達產物，Metastin只是其只是其中的一種，即中的一種，即Kisspeptin-54；hOT7T175、AXOR12和和GPR54均為均為KisspeptinMetastin的的受體，只是不同研究者在人和動物上采用的名稱受體，只是不同研究者在人和動物上采用的名稱

9、不同而已。現在文獻中多采用不同而已。現在文獻中多采用Kisspeptin和和GPR54。 1 Kisspeptin及其受體的發現及其受體的發現Kisspeptin是由是由KiSS-1基因編碼的肽類激素。基因編碼的肽類激素。West等人通過輻射雜交標記和熒光原位雜交分析等人通過輻射雜交標記和熒光原位雜交分析確定人確定人KiSS-1基因定位于基因定位于1號染色體長臂的號染色體長臂的1q32區，其基因結構包括區，其基因結構包括4個外顯子和個外顯子和3個內含子，前個內含子，前兩個外顯子基因不被翻譯，后兩個外顯子部分翻兩個外顯子基因不被翻譯，后兩個外顯子部分翻譯，第譯，第1個外顯子含個外顯子含109個未

10、編碼堿基，第個未編碼堿基，第2個外個外顯子含顯子含91個未編碼堿基，第個未編碼堿基，第3個外顯子含有個外顯子含有38個個未編碼堿基和未編碼堿基和103個翻譯堿基，第個翻譯堿基，第4個外顯子最大，個外顯子最大，含有含有335個翻譯堿基和個翻譯堿基和121個未翻譯堿基。個未翻譯堿基。 2 Kisspeptin生物學特性生物學特性West等人報道的開放閱讀框比等人報道的開放閱讀框比Jeong-Hyung Lee等人的短，長等人的短，長145個氨基酸。在個氨基酸。在105112個氨個氨基酸位置具有酪氨酸激酶磷酸化位點和基酸位置具有酪氨酸激酶磷酸化位點和REKDLPNY序列，在序列，在118123個氨基

11、酸位置具個氨基酸位置具有有N-myristoylation肉豆蔻酰化位點和肉豆蔻酰化位點和GLRFGK序列，在序列，在5456和和6163個氨基酸位置有共同的個氨基酸位置有共同的PKC磷酸化位點磷酸化位點S/T-X-R/K，在，在6669個氨基個氨基酸位置具有共同的酸位置具有共同的PKA磷酸化位點磷酸化位點R/K2-X-S/T。據文獻報道，大鼠的。據文獻報道，大鼠的Kiss-1基因定位于基因定位于13q13，小鼠的定位于，小鼠的定位于1E4。 2 Kisspeptin生物學特性生物學特性在結構上，在結構上，KiSS-1基因具有分泌神經肽的所有特點，基因具有分泌神經肽的所有特點，具有公認的信號肽

12、序列、幾個可分裂位點，包括酰胺化具有公認的信號肽序列、幾個可分裂位點，包括酰胺化和分裂位點，可產生許多不同長度的酰胺化肽片斷。其和分裂位點，可產生許多不同長度的酰胺化肽片斷。其編碼的編碼的145個氨基酸中，前個氨基酸中，前19個為信號肽，個為信號肽，56 57位的位的RK和和66 67位的位的RR為潛在的雙堿基分裂位點，為潛在的雙堿基分裂位點，122 124位的位的GKR為分裂為分裂/酰胺化位點，分泌肽位于酰胺化位點，分泌肽位于68 121位之間，分泌肽可水解形成不同大小的肽片段，位之間，分泌肽可水解形成不同大小的肽片段，C端具有端具有精氨酸和苯丙氨酸，總稱精氨酸和苯丙氨酸，總稱Kisspep

13、tins，包括，包括Kisspeptin-54 KiSS-1-(68-121)或或metastin，Kisspeptin-14，Kisspeptin-13，Kisspeptin-10KiSS-1-(112-121)或或metastin(45-54)，等等。，等等。 2 Kisspeptin生物學特性生物學特性Kiss-1 肽序列肽序列顯示信號肽序列和分泌肽序列，信號肽序列用下劃線表示，分泌肽用下劃線和黑體表示，蛋白雙堿基分裂位點（RK）和分裂/酰胺化位點（GKR）用箭頭表示。 不同大小的不同大小的Kisspeptin序列序列Kiss-1基因及其不同大小的基因及其不同大小的Kisspeptin氨

14、基酸序列氨基酸序列 Kisspeptin N端部分對受體的結合是非必需端部分對受體的結合是非必需的，可能與其他的生物學功能有關，如穩定、保的，可能與其他的生物學功能有關，如穩定、保護其免受水解消化等。護其免受水解消化等。C端部分與受體的高效結端部分與受體的高效結合及激活受體有關；合及激活受體有關；C端酰胺化的序列主要與受端酰胺化的序列主要與受體的相互作用有關，未酰胺化的形式活性很低。體的相互作用有關，未酰胺化的形式活性很低。N端截斷的肽如端截斷的肽如Kisspeptin-10metastin(45-54)和和metastin(40-54)，其活性比全長的，其活性比全長的Kisspeptin /

15、metastin高高310倍，但長度減至最后倍，但長度減至最后8肽肽KiSS-1-(114-121)其功能活性大大降低，其功能活性大大降低， 2 Kisspeptin生物學特性生物學特性推測第推測第112位的酪氨酸位的酪氨酸Tyr和第和第113位的天冬位的天冬酰胺酰胺Asn均在受體相互作用和激活方面起重要作均在受體相互作用和激活方面起重要作用。肽鏈延長活性降低較小，提示最有關的藥理用。肽鏈延長活性降低較小，提示最有關的藥理學位點在學位點在C端第端第112121個氨基酸。個氨基酸。Kisspeptin-54、Kisspeptin-14、Kisspeptin-13和和Kisspeptin-10等與

16、等與GPR54有相同的親和力和效力。非洲蟾蜍有相同的親和力和效力。非洲蟾蜍屬屬Kisspeptin C端十肽與魚類的端十肽與魚類的Kisspeptin-10氨氨基酸的同源性比哺乳類的高。基酸的同源性比哺乳類的高。 2 Kisspeptin生物學特性生物學特性Biran等人報道，班馬魚的等人報道，班馬魚的KiSS-1基因定位于基因定位于11號染號染色體，由色體，由2個外顯子和個外顯子和1個內含子組成，外顯子個內含子組成，外顯子1長長115 bp，含含30個非編碼堿基、翻譯起始點和個非編碼堿基、翻譯起始點和85個編碼堿基；外顯個編碼堿基；外顯子子2長長487 bp，含，含265個編碼堿基、翻譯終止

17、密碼和多聚個編碼堿基、翻譯終止密碼和多聚腺苷化腺苷化polyadenylation信號；內含子長信號；內含子長1168 bp，Kiss-1 cDNA開放閱讀框長開放閱讀框長342 bp（116個氨基酸），信號肽長個氨基酸），信號肽長17個氨基酸；班馬魚的個氨基酸；班馬魚的Kiss-1 cDNA蛋白質編碼序列與負蛋白質編碼序列與負鼠和非洲蟾蜍屬鼠和非洲蟾蜍屬Kiss-1蛋白序列同源性為蛋白序列同源性為5365，與哺，與哺乳動物乳動物Kiss-1蛋白的僅為蛋白的僅為3747。負鼠與非洲蟾蜍屬的。負鼠與非洲蟾蜍屬的相似性為相似性為60.2，而負鼠與班馬魚的為，而負鼠與班馬魚的為47.5。但他們。但他

18、們C端端10個氨基酸殘基的相似性高達個氨基酸殘基的相似性高達80。 2 Kisspeptin生物學特性生物學特性已對人、鼠、綿羊、獼猴、已對人、鼠、綿羊、獼猴、medaka、魚等、魚等Kisspeptin的分布定位做了研究。的分布定位做了研究。Ohtaki等人用等人用RT-PCR研究發現，研究發現，KiSS-1基因在人的胎盤表達基因在人的胎盤表達水平最高，其次為睪丸，在胰、肝、小腸表達水水平最高，其次為睪丸，在胰、肝、小腸表達水平中等。平中等。Muir等人報導，等人報導，KiSS-1mRNA主要在人主要在人胎盤表達，在整個中樞神經系統也廣泛表達（在胎盤表達，在整個中樞神經系統也廣泛表達（在殼表

19、達最高，在尾狀核、蒼白球、下丘腦、伏隔殼表達最高，在尾狀核、蒼白球、下丘腦、伏隔核和小腦表達較高，在額上回、杏仁核、扣帶回、核和小腦表達較高，在額上回、杏仁核、扣帶回、海馬、旁海馬回、丘腦、黑質、藍斑、延髓表達海馬、旁海馬回、丘腦、黑質、藍斑、延髓表達較低，在脊髓表達非常少）。較低，在脊髓表達非常少）。 3 Kisspeptin分布定位分布定位Kisspeptin神經元在小鼠主要位于弓狀核、室神經元在小鼠主要位于弓狀核、室周核和前腹側室周核周核和前腹側室周核AVPV ，前背側視前區和終紋，前背側視前區和終紋床核的一些神經元也表達床核的一些神經元也表達KiSS-1mRNA。盡管雌、。盡管雌、雄小

20、鼠均在這雄小鼠均在這5個區域表達個區域表達Kiss1 mRNA，但在，但在AVPV的表達是的表達是性二態性二態sexually dimorphic，即母小，即母小鼠的表達高于雄小鼠。除性成熟變化外，鼠的表達高于雄小鼠。除性成熟變化外，Kisspep-tin在下丘腦不同核團也呈現不同的表達。性腺摘除在下丘腦不同核團也呈現不同的表達。性腺摘除增加增加Kiss1在弓狀核的表達，性腺類固醇處理減少在弓狀核的表達，性腺類固醇處理減少在弓狀核的表達，恢復至完整動物的水平，這提示在弓狀核的表達，恢復至完整動物的水平，這提示弓狀核的弓狀核的Kisspeptin調節性腺類固醇對調節性腺類固醇對GnRH分泌分泌的

21、負反饋。的負反饋。 3 Kisspeptin分布定位分布定位相反，性腺摘除減少相反，性腺摘除減少Kiss1在在AVPV的表達，性的表達，性腺類固醇處理恢復其表達，提示在腺類固醇處理恢復其表達，提示在AVPV，Kisspe-ptin介導正反饋。在羊，介導正反饋。在羊，Kiss-1表達細胞主要位于表達細胞主要位于弓狀核，少數細胞位于視前區（弓狀核，少數細胞位于視前區（POA）。）。Kanda等等人報道，人報道，Medaka（非哺乳動物）（非哺乳動物）Kiss-1基因在下丘基因在下丘腦后室周核和腹側結節核（腦后室周核和腹側結節核（NVT）神經元表達；）神經元表達；NVT的的Kiss-1神經元呈現性二

22、態，在繁殖條件下，神經元呈現性二態，在繁殖條件下，雄性神經元的數目大于雌性；雄性神經元的數目大于雌性；NVT神經元的數目而神經元的數目而不是后室周核神經元的數目受卵巢雌激素的正反饋不是后室周核神經元的數目受卵巢雌激素的正反饋條件條件。 3 Kisspeptin分布定位分布定位班馬魚的班馬魚的Kiss-1 mRNA在間腦和中腦高表達，在間腦和中腦高表達，在后腦中等表達，在端腦和垂體低表達，在胰和腸在后腦中等表達，在端腦和垂體低表達，在胰和腸前部也有表達。前部也有表達。Ramaswamy等人報導，獼猴等人報導，獼猴Kisspeptin神經元胞體僅位于下丘腦內側基底部神經元胞體僅位于下丘腦內側基底部

23、（MBH），主要在弓狀核的后），主要在弓狀核的后2/3。在。在MBH，Kisspetin軸突與軸突與GnRH神經元接觸。神經元接觸。Kisspetin神經神經元的性二態及其與元的性二態及其與GnRH和性激素受體的密切關系，和性激素受體的密切關系，均為其參與生殖調控提供了形態學資料。均為其參與生殖調控提供了形態學資料。 3 Kisspeptin分布定位分布定位1999年，年，Lee等人在大鼠發現了一個孤兒等人在大鼠發現了一個孤兒G蛋蛋白藕聯受體，命名為白藕聯受體，命名為GPR54，具有，具有7個跨膜結構域。個跨膜結構域。大鼠的大鼠的GPR54蛋白與甘丙肽受體（蛋白與甘丙肽受體（GALR）家族有）

24、家族有較高的同源性，與較高的同源性，與GALR1和和GALR3的同源性為的同源性為45，與，與GALR2的為的為44。但。但GPR54與甘丙肽和甘與甘丙肽和甘丙肽樣肽無親和力。丙肽樣肽無親和力。2001年發現了人年發現了人GPR54的同源的同源受體，命名為受體，命名為hOT7T175和和AXOR12，并發現，并發現Kisspeptin/metastin為為GPR54內源性配體。內源性配體。 4 Kisspeptin受體受體人的人的hOT7T175和和AXOR12與大鼠的與大鼠的GPR54氨氨基酸的同源性為基酸的同源性為81，與小鼠的為，與小鼠的為85，與人，與人GALR1、GALR2和和GAL

25、R3氨基酸的同源性分別為氨基酸的同源性分別為28、30和和30。人。人GPR54基因定位于染色體基因定位于染色體19 p13.3，包括，包括5個外顯子和個外顯子和4個內含子，開放閱讀框個內含子，開放閱讀框長長1197 bp，編碼，編碼398個氨基酸。牛蛙的個氨基酸。牛蛙的GPR54（bfGPR54）cDNA編碼編碼379個氨基酸的個氨基酸的G蛋白藕聯蛋白藕聯受體，受體，bfGPR54與哺乳動物的與哺乳動物的GPR54氨基酸有氨基酸有4546的同源性，與魚類的有的同源性，與魚類的有7074的同源性。的同源性。 4 Kisspeptin受體受體Biran等人報道，班馬魚有等人報道，班馬魚有2種種K

26、isspeptin受體（受體（Kiss1 r），即），即Kiss1ra和和Kiss1rb。Kiss1ra和和Kiss1rb cDNA的開放的開放閱讀框分別為閱讀框分別為1068和和1095 bp，編碼，編碼355和和364個氨基酸。個氨基酸。Kiss1r屬于甘丙肽受體家族，與相關的甘丙肽受體（屬于甘丙肽受體家族，與相關的甘丙肽受體（GAL R1、GALR2和和GALR3）同源性為）同源性為45。班馬魚的。班馬魚的Kiss1ra與其他魚族的與其他魚族的Kiss1r同源性為同源性為91，但與哺乳動物的同源性，但與哺乳動物的同源性為為5658。Kiss1rb與其他已知的魚族的與其他已知的魚族的Kis

27、s1r的同源性的同源性僅為僅為60，與哺乳動物的同源性為，與哺乳動物的同源性為5356。Kiss1ra和和Kiss1rb的同源性為的同源性為60.8。大鼠的。大鼠的GPR54基因定位于基因定位于7q11，小鼠的定位于小鼠的定位于10C1。 4 Kisspeptin受體受體4 Kisspeptin受體受體箭頭示N-糖基化位點，跨膜區用TM1-7表示 4 Kisspeptin受體受體相同的氨基酸用黑點表示，相同的氨基酸用黑點表示，7個跨膜結構域（個跨膜結構域（TM1-7）用方框表示，）用方框表示，N-糖基化位點用下劃線表示，糖基化位點用下劃線表示，PKC潛在的磷酸化位點用粗體表示。潛在的磷酸化位點

28、用粗體表示。 GPR54廣泛分布于人和動物的多種器官組織。廣泛分布于人和動物的多種器官組織。Kotani 等人報導，人等人報導，人GPR54 mRNA在胎盤、垂體、脊髓和胰表達在胎盤、垂體、脊髓和胰表達豐富，在其他組織包括不同的腦部（丘腦、尾狀核、黑質、豐富，在其他組織包括不同的腦部（丘腦、尾狀核、黑質、海馬、杏仁核、胼胝體、小腦）、胃、小腸、胸腺、脾、海馬、杏仁核、胼胝體、小腦）、胃、小腸、胸腺、脾、肺、睪丸、腎和胎兒肝表達水平低。肺、睪丸、腎和胎兒肝表達水平低。Ohtaki等人報導，等人報導，Kisspeptin受體（受體（hOT7T175）在胰和胎盤表達水平最高，）在胰和胎盤表達水平最高

29、，在脾、外周血白細胞（在脾、外周血白細胞（PBL）、睪丸和淋巴結表達水平中等。）、睪丸和淋巴結表達水平中等。Muir等人報導，等人報導，Kisspeptin受體（受體（AXOR12） mRNA在人體在人體組織內廣泛表達，在胎盤、腦和垂體高水平表達，在淋巴組織內廣泛表達，在胎盤、腦和垂體高水平表達，在淋巴細胞、胰和脂肪組織低水平表達；腦內主要在杏仁核、伏細胞、胰和脂肪組織低水平表達；腦內主要在杏仁核、伏隔核隔核nucleus accumbens septi、海馬和扣帶回表達。、海馬和扣帶回表達。 5 Kisspeptin受體的分布定位受體的分布定位AXOR12免疫活性見于大腦皮質、丘腦、腦橋免疫

30、活性見于大腦皮質、丘腦、腦橋-延髓和小腦；在大腦皮質，延髓和小腦；在大腦皮質，AXOR12免疫活性見免疫活性見于第于第、和和層大量的錐體神經元；在基底神經層大量的錐體神經元；在基底神經節（尾狀核、殼、蒼白球、黑質），主要為節（尾狀核、殼、蒼白球、黑質），主要為AXOR12免疫陽性纖維和突起；在小腦，免疫陽性纖維和突起；在小腦，AXOR12免疫活性主要定位于蒲肯野氏細胞表面及其尖樹突，免疫活性主要定位于蒲肯野氏細胞表面及其尖樹突，少數在小腦深核細胞；在腦橋延髓，少數在小腦深核細胞；在腦橋延髓，AXOR12免疫免疫活性見于許多核團，包括中縫核、下橄欖核、舌下活性見于許多核團，包括中縫核、下橄欖核、

31、舌下神經核。神經核。5 Kisspeptin受體的分布定位受體的分布定位班馬魚班馬魚Kiss1ra和和Kiss1rb的分布有組織差異，的分布有組織差異，兩種受體均在所有腦部高表達，但兩種受體均在所有腦部高表達，但Kiss1rb在非腦在非腦組織如脾、鰓、腎、腸、胰、肌肉、脂肪組織、垂組織如脾、鰓、腎、腸、胰、肌肉、脂肪組織、垂體表達，而體表達，而Kiss1ra僅在性腺表達，且在睪丸的表僅在性腺表達，且在睪丸的表達高于卵巢。牛蛙的達高于卵巢。牛蛙的bfGPR54 mRNA在前腦、下丘在前腦、下丘腦和垂體高表達。上述資料表明，腦和垂體高表達。上述資料表明，GPR54在下丘腦在下丘腦垂體性腺軸均有分布

32、，為其參與生殖調控的結垂體性腺軸均有分布，為其參與生殖調控的結構基礎。構基礎。 5 Kisspeptin受體的分布定位受體的分布定位Kisspeptin/metastin與其受體與其受體GPR54結合后，結合后，可激活磷脂酶可激活磷脂酶C（PLC），進而使二磷酸磷脂酰肌），進而使二磷酸磷脂酰肌醇（醇（PIP2）水解，產生三磷酸肌醇（）水解，產生三磷酸肌醇（IP3）和甘油）和甘油二脂（二脂（DAG），從而使細胞內鈣離子增加、花生烯），從而使細胞內鈣離子增加、花生烯酸釋放、蛋白激酶酸釋放、蛋白激酶C（PKC）活化、細胞外信號調）活化、細胞外信號調節激酶（節激酶（extracellular sign

33、al-regulated kinase，ERK1和和ERK2）及）及p38 有絲分裂激活蛋白激酶有絲分裂激活蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）磷酸）磷酸化（但不刺激應激激活的蛋白激酶化（但不刺激應激激活的蛋白激酶/c-Jun氨基端激氨基端激酶酶SAPK/JNK），從而產生生物學作用。），從而產生生物學作用。 6 Kisspeptin作用機制作用機制由于由于GPR54引起的細胞內鈣離子動員不受百日引起的細胞內鈣離子動員不受百日咳毒素（咳毒素（pertussis toxin, PTX）影響，也不導致）影響，也不導致cAMP積累的變化，提示他為積累

34、的變化，提示他為Gq藕聯蛋白。也有人藕聯蛋白。也有人認為，認為，Kisspeptin/GPR54系統可能還激活其他激酶，系統可能還激活其他激酶，包括包括p42/44、髓細胞白血病、髓細胞白血病I（myeloid cell leukaemia I）、鈣）、鈣/鈣調蛋白依賴激酶（鈣調蛋白依賴激酶（calcium/ calmodulin-dependent kinases）和酪氨酸激酶）和酪氨酸激酶（tyrosine kinase）。）。 Gq不受不受PTX影響；影響；Gs被被CTX（霍亂毒素）激活；（霍亂毒素）激活；Gi、Go被被PTX抑制；抑制；Gt被被CTX激活和激活和PTX抑制。抑制。6 K

35、isspeptin作用機制作用機制Kisspeptin及其受體在腦和其他多種組織分布，及其受體在腦和其他多種組織分布，具有抑制腫瘤轉移、影響神經內分泌、生殖和心血具有抑制腫瘤轉移、影響神經內分泌、生殖和心血管功能等生物學作用。管功能等生物學作用。 7 Kisspeptin的生理功能的生理功能Kisspeptin為為Kiss-1基因的轉錄產物，具有抑制基因的轉錄產物，具有抑制腫瘤轉移的作用，因此有人將其命名為腫瘤轉移的作用，因此有人將其命名為metastin。通過微細胞介導技術將人的通過微細胞介導技術將人的6號染色體轉入轉移性號染色體轉入轉移性的惡性黑色素瘤細胞系的惡性黑色素瘤細胞系C8161和

36、和MelJuSo，可抑制，可抑制大約大約95的轉移，但不影響腫瘤的生成和局部侵襲，的轉移，但不影響腫瘤的生成和局部侵襲，進而篩選出具有抑制腫瘤轉移作用的候選基因進而篩選出具有抑制腫瘤轉移作用的候選基因Kiss-1，他在非轉移的細胞表達，在轉移的母細胞系不，他在非轉移的細胞表達，在轉移的母細胞系不表達。由于表達。由于Kisspeptin定位于定位于1號染色體上，號染色體上，6號染號染色體上引起轉移抑制的成分可能是色體上引起轉移抑制的成分可能是Kisspeptin重要重要的調節者。的調節者。 7.1 Kisspeptin對腫瘤的影響對腫瘤的影響Lee等人報道，轉入等人報道，轉入Kiss-1基因后，

37、可抑制人乳基因后，可抑制人乳腺癌細胞系腺癌細胞系MDA-MB-435的轉移，但侵襲和運動不的轉移，但侵襲和運動不受影響（不影響細胞的增殖和遷移特性）。受影響（不影響細胞的增殖和遷移特性）。Kiss-1基因具有潛在的抑制膀胱癌的作用，其表達與組織基因具有潛在的抑制膀胱癌的作用，其表達與組織病理學階段（癌癥進展）顯著相關。病理學階段（癌癥進展）顯著相關。Kiss-1基因的基因的表達下調與胃癌腫瘤的侵襲和預后不良有關，表達下調與胃癌腫瘤的侵襲和預后不良有關，Kiss-1低表達的胃癌患者常出現靜脈侵襲、遠距離轉移低表達的胃癌患者常出現靜脈侵襲、遠距離轉移和腫瘤復發。此外，和腫瘤復發。此外，Metast

38、in受體在乳頭狀甲狀腺受體在乳頭狀甲狀腺癌過度表達。癌過度表達。 7.1 Kisspeptin對腫瘤的影響對腫瘤的影響通過評價細胞向胎牛血清運動的細胞運動分析，通過評價細胞向胎牛血清運動的細胞運動分析，表明表明Kisspeptin-54/Metastin抑制表達抑制表達hOT7T-175細細胞的趨化現象（胞的趨化現象（chemotaxis）；在檢測通過過濾器）；在檢測通過過濾器遷移的侵襲分析實驗中，發現遷移的侵襲分析實驗中，發現Kisspeptin-54抑制抑制FCS誘導的細胞侵襲，可能是誘導的細胞侵襲，可能是Kisspeptin通過下調通過下調MMPs介導的一個作用。細胞骨架的變化可誘導有介

39、導的一個作用。細胞骨架的變化可誘導有粘性的細胞類型。在監測肌動蛋白微絲改建的分析粘性的細胞類型。在監測肌動蛋白微絲改建的分析實驗中，實驗中，Kisspeptin-10刺激表達大鼠刺激表達大鼠GPR54的的CHO細胞張力纖維（細胞張力纖維（stress fiber）的形成，這種作用可）的形成，這種作用可能通過激活能通過激活G蛋白的蛋白的Rho亞族起作用。亞族起作用。 7.1 Kisspeptin對腫瘤的影響對腫瘤的影響Kisspeptin也誘導焦點粘附形成（也誘導焦點粘附形成（focal adhesion formation），增加焦點粘附激酶（），增加焦點粘附激酶（focal adhesion

40、 kinase）和樁蛋白）和樁蛋白paxillin的磷酸化，他們的磷酸化，他們是焦點粘附形成必需的。但也有人報道是焦點粘附形成必需的。但也有人報道Kisspeptin抑制細胞的運動和刺激細胞形態的變化，但不抑制抑制細胞的運動和刺激細胞形態的變化，但不抑制細胞的粘附。是否細胞的粘附。是否Kisspeptin通過改變細胞的運動、通過改變細胞的運動、改變粘附或兩者來抑制細胞的侵襲仍有待深入研究。改變粘附或兩者來抑制細胞的侵襲仍有待深入研究。Becker等人報道，刺激等人報道，刺激GPR54促進凋亡，提示通過促進凋亡，提示通過阻止惡性細胞的周期和誘導凋亡部分地介導阻止惡性細胞的周期和誘導凋亡部分地介導

41、GPR54的轉移抑制作用。的轉移抑制作用。 7.1 Kisspeptin對腫瘤的影響對腫瘤的影響由此可見，由此可見，Kisspeptin通過不同的機制抑制腫通過不同的機制抑制腫瘤的轉移，且腫瘤的組織病理階段與瘤的轉移，且腫瘤的組織病理階段與Kisspeptin的的表達相關，隨著腫瘤的進展肽水平降低，在良性和表達相關，隨著腫瘤的進展肽水平降低，在良性和輻射生長期的腫瘤呈高表達，在更高級的臨床階段輻射生長期的腫瘤呈高表達，在更高級的臨床階段呈低表達，這對于腫瘤檢測預后有一定的臨床應用呈低表達，這對于腫瘤檢測預后有一定的臨床應用價值。價值。 7.1 Kisspeptin對腫瘤的影響對腫瘤的影響200

42、3年，三個獨立的研究小組發現年，三個獨立的研究小組發現GPR54為青為青春期的分子開關，從此，春期的分子開關，從此，Kisspeptin及其受體對生及其受體對生殖的調控成為研究的熱點。他們通過基因結合分析殖的調控成為研究的熱點。他們通過基因結合分析發現，在具有自發的促性腺激素分泌不足引起的性發現，在具有自發的促性腺激素分泌不足引起的性腺機能減退（腺機能減退（IHH）成員的同一家族，受體基因存）成員的同一家族，受體基因存在純合型的亮氨酸到絲氨酸（在純合型的亮氨酸到絲氨酸（L148S）突變，在具）突變，在具有有IHH成員的不同家族，存在雜合型的成員的不同家族，存在雜合型的R331X（X代表未確定氨

43、基酸）和代表未確定氨基酸）和X399R突變。發生這些突變突變。發生這些突變的患者，促性腺激素水平低，完全或部分缺少的患者，促性腺激素水平低，完全或部分缺少LH脈沖，未經歷青春期，但他們脈沖，未經歷青春期，但他們對對GnRH治療起反應。治療起反應。 7.2 Kisspeptin對生殖的調節作用對生殖的調節作用Seminara等人制造了等人制造了GPR54-/-小鼠，雄性小鼠小鼠，雄性小鼠的睪丸體積大大減小，發育不全的的睪丸體積大大減小，發育不全的Leydig細胞，精細胞，精子發生停止，缺乏第二性征發育。雌性小鼠陰道開子發生停止，缺乏第二性征發育。雌性小鼠陰道開張小，不育，缺少生殖周期。卵巢大小和

44、子宮角大張小，不育，缺少生殖周期。卵巢大小和子宮角大大減小，卵巢僅含有早期的卵泡，無大減小，卵巢僅含有早期的卵泡，無Graafian卵泡卵泡或黃體。或黃體。GPR54-/-小鼠的激素輪廓與人的綜合癥驚小鼠的激素輪廓與人的綜合癥驚人的相似，即促性腺激素水平低，但保留對外源的人的相似，即促性腺激素水平低，但保留對外源的GnRH反應的能力。上述研究提示反應的能力。上述研究提示Kisspeptin影響影響GnRH的分泌或加工。的分泌或加工。 7.2 Kisspeptin對生殖的調節作用對生殖的調節作用Kisspeptin影響促性腺激素、性腺類固醇激素影響促性腺激素、性腺類固醇激素和和GnRH的分泌。將

45、的分泌。將Kisspeptin-10和和Kisspeptin-54直接注入小鼠的側腦室直接注入小鼠的側腦室刺激刺激黃體生成素（黃體生成素（LH）和）和促卵泡激素（促卵泡激素（FSH）的分泌，預先用）的分泌，預先用GnRH拮抗劑拮抗劑acyline處理可阻斷這種作用。在成年和青春期前的處理可阻斷這種作用。在成年和青春期前的大鼠、綿羊、猴和正常男人得到類似的結果。大鼠、綿羊、猴和正常男人得到類似的結果。Lents等人報道，給青春期前的母等人報道，給青春期前的母豬豬腦室注射腦室注射Kisspeptin增加血漿增加血漿LH和和FSH的濃度；靜脈注射可的濃度；靜脈注射可增加增加LH的濃度。的濃度。 7.

46、2 Kisspeptin對生殖的調節作用對生殖的調節作用Suzuki等人報道，將等人報道，將Kisspeptin-10與與1月齡小月齡小公牛、公牛、8月齡閹割月齡閹割公牛公牛和和6月齡公月齡公豬的垂體細胞孵育豬的垂體細胞孵育2小時，高濃度可小時，高濃度可刺激刺激LH的分泌，由于低濃度的分泌，由于低濃度GnRH可刺激可刺激LH分泌，他們認為分泌，他們認為Kisspeptin-10對牛對牛和豬垂體細胞和豬垂體細胞LH分泌有直接但較弱的刺激作用。分泌有直接但較弱的刺激作用。在人和大鼠，在人和大鼠，Kisspeptin刺激性腺類固醇激素高峰？刺激性腺類固醇激素高峰？這些研究提示這些研究提示Kisspe

47、ptin直接作用于促性腺物質直接作用于促性腺物質（gonadotrophs），然而更有可能的是通過），然而更有可能的是通過GnRH刺激促性腺物質。刺激促性腺物質。 7.2 Kisspeptin對生殖的調節作用對生殖的調節作用前已述及，前已述及，Kisspeptin在下丘腦、垂體、性腺在下丘腦、垂體、性腺軸均有分布，在下丘腦主要在弓狀核（軸均有分布，在下丘腦主要在弓狀核（ARC）、室）、室周核（周核（PeN）、前腹側室周核（）、前腹側室周核（AVPV）表達；大）表達；大約有約有75的的GnRH神經元共表達神經元共表達GPR54，大多數表，大多數表達達Kisspeptin的細胞也表達雌激素受體的細

48、胞也表達雌激素受體-（ER）或雄激素受體（或雄激素受體（AR）。由此可見，性激素通過其）。由此可見，性激素通過其受體作用于下丘腦的受體作用于下丘腦的Kisspeptin神經元，后者通過神經元，后者通過GnRH神經元上的神經元上的GPR54影響影響GnRH的分泌，進而的分泌，進而調節促性腺激素的分泌。將調節促性腺激素的分泌。將Kisspeptin注入腦內導注入腦內導致致GnRH直接釋放入腦脊液。直接釋放入腦脊液。 7.2 Kisspeptin對生殖的調節作用對生殖的調節作用Navarro等人報導，雌激素和睪酮分別抑制雌等人報導，雌激素和睪酮分別抑制雌性和雄性大鼠下丘腦總性和雄性大鼠下丘腦總Kis

49、speptin和和GPR54 mRNA水平。水平。Smith等人發現，在正常小鼠、閹割小鼠、等人發現，在正常小鼠、閹割小鼠、閹割用睪酮處理小鼠下丘腦不同區域閹割用睪酮處理小鼠下丘腦不同區域Kisspeptin表表達的調節模式不同。在弓狀核，閹割導致達的調節模式不同。在弓狀核，閹割導致Kisspep-tin mRNA表達增加，但雌激素、二氫睪酮（表達增加，但雌激素、二氫睪酮（DHT）或睪酮或睪酮testosterone可使其逆轉。這些資料提示，在可使其逆轉。這些資料提示，在弓狀核，弓狀核，Kisspeptin神經元是從睪酮到促性腺激素神經元是從睪酮到促性腺激素分泌負反饋環的主要調節者。分泌負反饋

50、環的主要調節者。 7.2 Kisspeptin對生殖的調節作用對生殖的調節作用但在但在AVPV和室周核和室周核PeN觀察到相反的結果，觀察到相反的結果，Kisspeptin mRNA表達降低，睪酮也可使其逆轉。表達降低，睪酮也可使其逆轉。在在AVPV和和PeN，Kisspeptin的作用僅受的作用僅受ER介導，介導，因為睪酮可恢復因為睪酮可恢復Kisspeptin的表達，而的表達，而DHT則不能。則不能。在這些區域，在這些區域，ER可具有一定的作用，因為睪酮仍可具有一定的作用，因為睪酮仍能介導其作用。在卵巢完整、摘除卵巢、摘除卵巢能介導其作用。在卵巢完整、摘除卵巢、摘除卵巢用雌激素處理的雌性小

51、鼠，在弓狀核觀察的結果與用雌激素處理的雌性小鼠，在弓狀核觀察的結果與雄小鼠一致，在摘除卵巢的小鼠，雄小鼠一致，在摘除卵巢的小鼠，Kisspeptin表達表達增加，雌激素處理可使其逆轉；在摘除卵巢的小鼠，增加，雌激素處理可使其逆轉；在摘除卵巢的小鼠，AVPV和和PeN內內Kisspeptin的表達也減少，雌激素處的表達也減少，雌激素處理可使其逆轉，這似乎理可使其逆轉，這似乎通過通過ER調節。調節。 7.2 Kisspeptin對生殖的調節作用對生殖的調節作用如前所述，如前所述，AVPV是性二態的，母小鼠的是性二態的，母小鼠的Kisspeptin神經元顯著多于雄小鼠，提示它與排卵神經元顯著多于雄小

52、鼠，提示它與排卵前高峰有關。弓狀核與前高峰有關。弓狀核與AVPV這兩個不同的調節通這兩個不同的調節通路的功能意義有待深入研究。在小鼠，排卵由發情路的功能意義有待深入研究。在小鼠，排卵由發情前期前期GnRH/LH高峰啟動，由于高峰啟動，由于GnRH神經元不表神經元不表達達ER，這可能通過雌激素作用于投射至，這可能通過雌激素作用于投射至GnRH神神經元的表達經元的表達ER的神經元來實現。推測這些傳入神的神經元來實現。推測這些傳入神經元位于經元位于AVPV內，在成年雌性大鼠，內，在成年雌性大鼠，Kisspep-tin mRNA在發情前期在在發情前期在AVPV出現高峰，但在弓狀核出現高峰，但在弓狀核則

53、為最低點。則為最低點。 7.2 Kisspeptin對生殖的調節作用對生殖的調節作用根據根據Kisspeptin在發情前期的表達模式以及在發情前期的表達模式以及ER mRNA在大多數在大多數Kisspeptin神經元表達，提示神經元表達，提示AVPV的的Kisspeptin神經元在介導雌激素影響排卵前神經元在介導雌激素影響排卵前GnRH/LH高峰方面起一定作用。高峰方面起一定作用。AVPV的的Kisspeptin神經元通過雌激素影響排卵調節可解釋神經元通過雌激素影響排卵調節可解釋AVPV內內KiSS-1基因表達的性別差異，而不是弓狀基因表達的性別差異，而不是弓狀核。在羊上也獲得類似的結果，卵巢

54、摘除后，弓狀核。在羊上也獲得類似的結果，卵巢摘除后，弓狀核核Kiss-1 mRNA表達細胞增加，雌激素（表達細胞增加，雌激素（E）處理）處理后恢復至性腺完整動物的水平。后恢復至性腺完整動物的水平。 7.2 Kisspeptin對生殖的調節作用對生殖的調節作用孕酮（孕酮（P）部分恢復）部分恢復Kiss-1的表達。雙標記免的表達。雙標記免疫組化研究顯示疫組化研究顯示ARC大約大約86的的Kisspeptin免疫陽免疫陽性細胞呈現孕酮受體（性細胞呈現孕酮受體（PR）陽性。在）陽性。在OVX羊，弓羊，弓狀核狀核Kiss-1表達在一年中相當于乏情期的時期較低，表達在一年中相當于乏情期的時期較低，弓狀核的

55、弓狀核的Kiss-1表達受雌激素和孕酮習慣水平的負表達受雌激素和孕酮習慣水平的負調節，提示這兩種激素通過改變調節，提示這兩種激素通過改變Kisspeptin信號對信號對GnRH的分泌進行負反饋調節。的分泌進行負反饋調節。 7.2 Kisspeptin對生殖的調節作用對生殖的調節作用哺乳期間，發情周期性被抑制，主要是由于脈哺乳期間，發情周期性被抑制，主要是由于脈沖性的沖性的GnRH/LH高峰的抑制。與非哺乳大鼠相比高峰的抑制。與非哺乳大鼠相比較，哺乳大鼠弓狀核較，哺乳大鼠弓狀核Kisspeptin mRNA水平顯著降水平顯著降低，而在低，而在AVPV，兩類動物的水平均保持低水平。，兩類動物的水平

56、均保持低水平。然而，然而，GPR54的水平在哺乳大鼠的水平在哺乳大鼠AVPV低于非哺乳低于非哺乳大鼠，但弓狀核大鼠，但弓狀核GPR54的水平無變化。吸允刺激誘的水平無變化。吸允刺激誘導的弓狀核導的弓狀核Kisspeptin/GPR54表達的抑制可能與哺表達的抑制可能與哺乳大鼠乳大鼠LH分泌的抑制有關。分泌的抑制有關。 7.2 Kisspeptin對生殖的調節作用對生殖的調節作用Kisspeptin對對GnRH級聯的激活和性腺類固醇級聯的激活和性腺類固醇對前腦對前腦Kisspeptin表達的反饋調節明顯提示表達的反饋調節明顯提示Kisspe-ptin及其受體在青春啟動中的作用。在青春期大、及其受

57、體在青春啟動中的作用。在青春期大、小鼠的下丘腦和小鼠的下丘腦和AVPV及猴下丘腦的及猴下丘腦的Kisspeptin表達表達上調，給青春前期的雌性大鼠中樞注射上調，給青春前期的雌性大鼠中樞注射Kisspep-tin促進陰道開張，提示促進陰道開張，提示Kisspeptin直接發動青春的啟直接發動青春的啟動。但也有報道青春發育期間雄性的動。但也有報道青春發育期間雄性的GPR54不上調。不上調。在季節性繁殖的動物，在季節性繁殖的動物，Kisspeptin可能是光周期控可能是光周期控制的調節者。制的調節者。 7.2 Kisspeptin對生殖的調節作用對生殖的調節作用在敘利亞倉鼠，長日照促進繁殖，短日照

58、抑制在敘利亞倉鼠，長日照促進繁殖，短日照抑制繁殖。在短日照期的動物繁殖。在短日照期的動物Kisspeptin顯著降低，此顯著降低，此作用有賴于作用有賴于melatonin信號，因為松果體切除能阻信號，因為松果體切除能阻止其下調。在母羊的弓狀核，止其下調。在母羊的弓狀核，Kisspeptin mRNA的的表達在乏情期較低，是由于非類固醇依賴的季節作表達在乏情期較低，是由于非類固醇依賴的季節作用，這提示用，這提示Kisspeptin在調控繁殖功能季節變化方在調控繁殖功能季節變化方面起作用。盡管面起作用。盡管Kisspeptin通路是青春期的必要條通路是青春期的必要條件，但不可能是唯一的守門員（件，

59、但不可能是唯一的守門員（gatekeeper），與），與其他調控青春期的物質的相互作用有待研究。其他調控青春期的物質的相互作用有待研究。 7.2 Kisspeptin對生殖的調節作用對生殖的調節作用Kisspeptin刺激促性腺激素軸的作用提示它可刺激促性腺激素軸的作用提示它可能參與雌激素、能參與雌激素、GnRH、LH之間的正反饋環路和之間的正反饋環路和月經周期的調節。皮下給予月經周期的調節。皮下給予Kisspeptin-54誘導青春誘導青春前期雌大鼠排卵，該鼠曾用促性腺激素（孕馬血清）前期雌大鼠排卵，該鼠曾用促性腺激素（孕馬血清）誘導卵泡成熟。誘導卵泡成熟。Kisspeptin及其受體的表達

60、隨發情及其受體的表達隨發情周期變化，在發情前期最低，在間情期最高。以后周期變化，在發情前期最低，在間情期最高。以后發現發現Kisspeptin及其受體在發情前期在及其受體在發情前期在AVPV最高，最高，在弓狀核最低。在卵巢，在弓狀核最低。在卵巢，Kisspeptin水平在發情前水平在發情前期最高，除間情期短暫增加外，其他時期保持較低期最高，除間情期短暫增加外，其他時期保持較低水平。在整個發情周期注射水平。在整個發情周期注射Kisspeptin誘導誘導LH分泌，分泌，最大反應在發情期。最大反應在發情期。 7.2 Kisspeptin對生殖的調節作用對生殖的調節作用Kinoshita等人報道，視前