Kisspeptin/KISS-1R 對女性生殖系統的調節作用及與子癇前期關系的研究進展

張月 張建華 張瑾 趙欣媛 袁宇涵 趙雅枝 郭欣悅 丁夢逍

Kisspeptin 是由KISS-1 基因編碼的多肽。Kisspeptin 及其受體KISS-1R 能夠抑制腫瘤細胞的轉移，隨著人們發現其調控下丘腦-垂體-性腺軸（Hypothalamic-pituitary-gonad axis，HPGA）的神經內分泌功能，Kisspeptin/KISS-1R 在生殖系統中的作用開始得到闡明。本研究重點介紹Kisspeptin/KISS-1R 對女性生殖系統的調節作用及與子癇前期的關系。

1 KISS-1/KISS-1R 概述

KISS-1 基因于1996 年首次被鑒定為惡性黑色素瘤細胞系中的轉移腫瘤抑制基因，位于染色體1q32-34，全長771bp，包括4 個外顯子和3 個內含子，編碼包含145 個氨基酸的多肽產物，但通常檢測到的是被蛋白酶水解后的一系列小片段，被統稱為多肽類激素，其在體內被水解，可生成Kisspeptin-54、Kisspeptin-13、Kisspeptin-10 等多種酶胺短肽[1]。

KISS-1R 又稱GPR54，是G 蛋白偶聯受體視黃酸家族成員之一，開放閱讀框長1 197 bp，編碼398 個氨基酸，其不僅存在于中樞神經系統及外周組織（肝臟、胰腺和腸道）中，還在胎盤、垂體、胰腺、促性腺激素、睪丸、卵巢和脊髓中也高度表達，在調節內分泌功能中發揮作用[2]，包括促性腺激素的分泌、青春期開始、體況和能量儲備、影響滋養細胞浸潤。

2 Kisspeptin/KISS-1R 對女性生殖器官的調節作用

2.1 Kisspeptin/KISS-1R 對卵巢的調節Kisspeptin 及其受體廣泛分布于全身多個組織器官，發揮調控功能，包括卵巢激素釋放、卵泡發育成熟、顆粒細胞活力、卵泡黃體化和黃體的形成和發育、類固醇合成等方面。卵巢中Kisspeptin 的分布具有顯著的時空特異性，表明其在卵巢的不同生理階段發揮多種功能，在卵泡發育中起非常重要的作用。Kisspeptin能夠影響細胞周期的S 期和G2期，低劑量和中等劑量的Kisspeptin 可以直接刺激卵巢影響其功能，促進增殖和抑制細胞凋亡[3]。Kisspeptin/KISS-1R可通過提高顆粒細胞活力、上調類固醇合成關鍵酶基因表達促進顆粒細胞類固醇激素的合成從而間接調控卵泡發育[4]。Kisspeptin 通過誘導抗穆勒試管激素的產生，負向調節竇前卵泡的發育，并通過抑制交感神經激活劑對促卵泡受體表達的誘導來降低對促卵泡生成素（Follicle-stimulating hormone，FSH）的敏感性，從而減少初級卵泡的募集[5]。

2.2 Kisspeptin/KISS-1R 對子宮的調節子宮生長和子宮內膜腺體形成和功能對生育至關重要，并受雌激素和其他調節劑的調控。成人的子宮生長主要依賴于中樞Kisspeptin 信號傳導，但子宮內膜腺體生成主要受外周Kisspeptin 信號傳導的調節，其平均約占Kisspeptin 依賴性腺體發育的75%[6]。Kisspeptin 和KISS-1R 通過控制子宮內膜腺體分泌物（如白血病抑制因子）的可用性來調節胚胎植入，這對于胚胎與子宮上皮細胞的粘附至關重要。KISS-1/KISS-1R 參與了子宮內膜的生長和增殖，可能通過調節子宮內膜的細胞分化和血管生成而在蛻膜化中發揮作用[7]。

2.3 Kisspeptin/KISS-1R 對胎盤的調節KISS-1 表達定位于絨毛滋養層組織，而KISS-1R 表達發生在絨毛滋養層和絨毛外滋養層中，KISS-1 在植入過程中調節合體滋養層細胞侵襲和血管生成的速率，這有助于確保早期胎盤形成是一個連續且受控的過程[8]。胎盤Kisspeptin/KISS-1R 調節絨毛外滋養層遷移和侵襲，從而直接調控胎盤對子宮的侵襲[9]。早期胎盤滋養層細胞均表達KISS-1R 和Kisspeptin，Kisspeptin/KISS-1R 通過抑制滋養細胞遷移、基質金屬蛋白酶和血管內皮生長因子的表達控制滋養層細胞對子宮內壁侵襲力[10]。Kisspeptin/KISS-1R 在妊娠早期高表達，隨著胎盤成熟而下降。在早期胚胎著床和胎盤形成過程中，Kisspeptin系統地參與了各種生理和病理活動。

3 Kisspeptin/KISS-1R 與女性生殖內分泌系統疾病

3.1 Kisspeptin/KISS-1R 與青春期發育異常促性腺激素釋放激素（Gonadotropin-releasing hormone，GnRH）神經元是青春期啟動過程中神經內分泌調節的開關和樞紐。KISS-1/KISS-1R 作為HPGA 的上游調節因子，參與青春期的開始和HPGA 軸的控制，在哺乳動物生殖活動中發揮關鍵作用。在女性中，下丘腦Kisspeptin 作用于GnRH 神經元并介導促性腺激素促黃體生成素（Luteinizing hormone，LH）和FSH 的釋放，從而刺激性激素合成。Kisspeptin對HPGA 軸施加直接和間接作用，直接影響垂體促性腺激素釋放 LH 和 FSH。月經周期中的 GnRH存在波動性差異，其在周期內的不同時間會發生變化。丘腦弓狀核是調節合成與分泌促GnRH 的主要核團，Kisspeptin 在這里起調節GnRH 分泌的作用。Kisspeptin 和KISS-1R 基因表達的顯著增加，引發GnRH 脈沖式釋放，在生殖活動中尤其是青春期啟動過程中發揮重要作用。KISS-1受體基因的缺失或突變與青春期發育異常有關，KISS-1 受體基因的激活突變與性早熟有關。郭蘭芳等[11]研究顯示，特發性中樞性性早熟（Idiopathic central precocious puberty，ICPP）女性患兒血漿中Kisspeptin 水平在青春發育啟動時上升，GnRH 類似物經治療后下降，KISS-1 基因表達回落至青春發育前，說明檢測其水平對診斷ICPP 及療效評估具有重要的參考價值。ICPP 女童血清Kisspeptin 水平升高是骨骼發育的影響因素，可作為評估ICPP女童性發育情況及治療效果的標志物[12]。

3.2 Kisspeptin/KISS-1R 與多囊卵巢綜合征（Polycystic ovary syndrome，PCOS）PCOS 是育齡期婦女常見的內分泌疾病，常伴隨肥胖、胰島素抵抗、高雄激素血癥。下丘腦弓狀核Kisspeptin/KISS-1R 表達異常與PCOS 的發生密切相關，可能在PCOS 的病理過程中發揮重要作用。郭威等[13]納入IVF/ICSI-ET 助孕治療的患者為研究對象，比較PCOS患者和正常女性卵泡微環境Kisspeptin 表達水平的差異，PCOS 組卵泡液中Kisspeptin 蛋白水平、顆粒細胞中KISS-1 mRNA 水平均高于正常對照組，體外實驗結果顯示，黃素化顆粒細胞處理組孕酮、雌二醇水平高于對照組，推測顆粒細胞可能通過上調Kisspeptin 表達參與了PCOS 的病理過程，Kisspeptin 發揮作用可能需要促性腺激素等的參與。劉冉冉等[14]將雌性大鼠隨機分為PCOS 組和正常組，PCOS 組大鼠卵巢可見數十個囊狀擴張的卵泡，卵母細胞和放射冠減少或消失，與正常組比較，PCOS 組大鼠的體重、腹膜后脂肪含量、卵巢重量均增加，血清黃體生成素、卵泡刺激素和睪酮水平均升高，卵巢組織Kisspeptin 和KISS-1R 陽性細胞數量減少，胞質著色淡，含量均減少，卵巢中KISS-1 mRNA 表達降低，但兩組大鼠卵巢中KISS-1 mRNA 表達差異無顯著性，Kisspeptin/KISS-1R 系統與PCOS 的發生、發展存在潛在的聯系，卵巢組織中Kisspeptin 和KISS-1R 的低表達可能導致顆粒細胞數量減少或功能減低。

3.3 Kisspeptin/KISS-1R 與卵巢早衰（Premature ovarian failure，POF）POF 是一種異質性疾病，是指卵巢功能過早減退的現象，主要表現為低雌激素水平和高促性腺激素水平。師紅美等[15]構建POF 大鼠模型，大鼠血清中雌二酵（E2）水平明顯降低，FSH 水平明顯升高，POF 大鼠處于低雌激素、高促性腺激素狀態，HE 染色顯示POF 組大鼠卵巢中卵泡數量明顯減少，卵泡中顆粒細胞的層數明顯減少，閉鎖卵泡數量明顯增加，大鼠卵巢次級卵泡中的Kisspeptin、KISS-1R 陽性細胞數明顯減少，推斷POF 大鼠卵巢中次級卵泡中Kisspeptin 表達減少可能使卵泡對FSH 的敏感性降低，使血清中FSH 水平升高，因募集大量的初級卵泡，最終使卵母細胞耗竭。

4 Kisspeptin/KISS-1R 與妊娠并發癥

血漿或血清Kisspeptin 主要來源于妊娠期間的胎盤，并且血漿Kisspeptin 水平在整個妊娠期間顯著增加。Kisspeptin/KISS-1R 參與哺乳動物妊娠的整個過程，調控胚胎著床、胎盤形成，在妊娠的建立和維持中發揮著重要的調控作用。血中Kisspeptin 水平與妊娠期相關疾病的發生關系密切，可作為檢測妊娠疾病診斷和胎兒發育的潛在生物學標志物[16]。

4.1 Kisspeptin/KISS-1R 與流產自然流產是早期妊娠最常見的并發癥。Kisspeptin 水平降低與自然流產有一定相關性，與血清絨毛膜促性腺激素相比，血漿Kisspeptin 水平對流產有較高的診斷價值。寇連翠等[17]以溴隱亭構建自然流產大鼠模型，大鼠血清中孕酮、E2 水平明顯降低，而LH 水平明顯升高，大鼠卵巢的黃體體積明顯減小，黃體中血管的數量明顯減少，黃體表達的Kisspeptin/KISS-1R 的陽性細胞數明顯減少，提示卵巢黃體表達的Kisspeptin/KISS-1R 系統可能通過調節血清中E2、孕酮和LH 等激素水平，從而影響其內分泌功能。劉穎等[18]研究顯示，補腎益氣方聯合黃體酮治療的復發性流產再次妊娠者，其血清Kisspeptin 蛋白表達明顯升高，孕激素水平升高，再次妊娠者的流產率降低，提示血清中Kisspeptin 蛋白含量對妊娠期有影響。

4.2 Kisspeptin/KISS-1R 與子癇前期（Preeclampsia，PE）PE 是特發于人類妊娠期的進展性疾病，以高血壓、蛋白尿為主要臨床表現，常伴隨肝臟、腎臟等全身多臟器受損癥狀，嚴重時導致孕產婦子癇發作，威脅孕產婦和胎兒的生命健康，以及增加孕婦遠期的心血管等其他疾病發生風險。早期發現先兆子癇并采取相應的干預措施對優化妊娠結局具有重要的臨床意義。

目前，PE 診斷基于早期妊娠危險因素篩查、子宮動脈多普勒測速和PPAP-A 或胎盤生長因子（PLGF）等生物標志物。Kisspeptin 通過減少血管生成、減少細胞滋養層侵襲和增加滋養層細胞凋亡與PE 的發病機制有關，也可能在預測和診斷子癇前期中發揮作用。

Kisspeptin 已被提議作為一種新的生物標志物用于識別有先兆子癇風險的女性。早發性PE 發病機制是孕體來源的滋養層細胞對母體子宮的侵襲不足導致子宮血管重塑不良、胎盤灌注不足，最終導致局部和全身內皮功能障礙。孕婦的孕前疾病包括高血壓、肥胖和糖尿病，可能會形成促炎環境，通常與遲發性PE 綜合征有關。Kisspeptin 抑制滋養層遷移和侵襲，可以推測胎盤中KISS-1 表達的增加可能有助于早發性PE 的發展。Kisspeptin 是滋養層侵襲的額外生理調節劑，通過下調基質金屬蛋白酶-2（Matrix metalloproteinase-2，MMP-2）和基質金屬蛋白酶-9（Matrix metalloproteinase-9，MMP-9）抑制evCT 穿透更深層的子宮肌層，Kisspeptin 介導的ERK1/2 和PI3k/Akt 通路激活可調節NF-κB 的核轉位和DNA 結合活性，最終降低NF-κB 結合和MMP-9 基因啟動子區域的激活，此外，Kisspeptin 已被證明通過激活腫瘤細胞中的p38 MAPK 來抑制MMP-9，并上調孕早期滋養層細胞中的金屬蛋白酶組織抑制因子-1 和金屬蛋白酶組織抑制因子-3[19]。Mujde 等[20]研究顯示，與孕齡匹配的健康孕婦相比，經歷過遲發性PE 的孕婦血漿Kisspeptin 水平升高[（68.7±93.4）pg/ml vs（68.5±57.9）pg/ml，P=0.004），Kisspeptin 預測PE 的最佳截斷值為67.2 pg/ml，敏感度為53%，特異性為76%，診斷準確率為64%。早期先兆子癇妊娠和肥胖患者的循環Kisspeptin 降低，妊娠早期循環的Kisspeptin 與妊娠期血壓之間呈負相關，孕16 周時Kisspeptin 識別有PE 發展女性的最佳截斷值為596pmol/L，敏感度為85.7%，特異性為71.4%，有效率為72.3%，陽性預測值為15.8%，陰性預測值為98.8%，但不建議單獨進行普遍篩查，因為敏感度和特異性不高[21]。在擇期剖宮產的同時采集健康和先兆子癇孕婦的胎盤、胎盤床和頂蛻膜以及母體和臍帶血，通過RT-PCR 確定mRNA 表達，免疫組織化學法檢測母胎組織中的蛋白質表達，采用ELISA 確定循環母體和臍帶血清Kisspeptin 濃度。妊娠合并先兆子癇時胎盤Kisspeptin 表達增高，而血清Kisspeptin 水平降低，KISS-1 mRNA 和蛋白質在健康和先兆子癇妊娠的母體組織（胎盤床和頂葉蛻膜）中的表達最低，在健康和PE 妊娠的母胎組織中，KISS-1 受體mRNA 表達沒有發現差異，提示胎盤Kisspeptin表達增加與滋養層侵襲性降低是一致的，并且可能解釋了先兆子癇發展的分子機制，降低的循環Kisspeptin 濃度有可能被用作胎盤功能障礙的標志物[22]。孫新六等[23]收集PE 患者組織標本，與正常孕婦比較，PE 孕婦KISS-1 表達上升，且隨著PE 嚴重程度的上升，KISS-1 表達也增加，KISS-1 mRNA與平均動脈壓、24h 尿蛋白量呈正相關，與新生兒體質量呈負相關，與KISS-1≥1.5 組孕婦相比，KISS-1＜1.5 組孕婦胎盤厚度、胎兒股骨長度和胎兒雙頂徑均明顯增加，提示KISS-1 可做為預測胎兒生長受限的潛在高風險指標，用于監測PE 發生及胎兒發育情況。

綜上所述，KISS-1 及其受體KISS-1R 基因通過促進GnRH 分泌，從而調控HPGA 功能，調節GnRH 分泌、調節青春期啟動、參與卵巢功能、卵泡發育、維持良好妊娠狀態和生殖系統功能。本研究還探討了Kisspeptin 與PCOS、POF 生殖系統妊娠相關疾病之間的聯系。隨著對研究的深入，臨床醫生越來越意識到Kisspeptin 在子癇前期診療中的臨床應用價值，可作為潛在的預測子癇前期的生物標志物，但其敏感性、特異性有限，在未來可能會與其他標志物聯合使用來識別PE。

（本研究由西安醫學院第四批校級重點學科經費資助。）