前列腺小體的研究進展▲

陸良喜 黃志敏 史 珺 王文杰 陸 杰 史 宏

(1 廣西中醫藥大學第一附屬醫院仁愛分院男科，南寧市 530001，38274940@qq.com；2 廣西中醫藥大學第一附屬醫院風濕病科，南寧市 530023；3 廣西中醫藥大學公共衛生與管理學院，南寧市 530001)

【提要】 前列腺小體是人前列腺上皮細胞分泌的一種亞細胞囊狀結構，含有豐富的蛋白質、脂質、RNA等物質，具有免疫調節、抗菌、抗氧化、調節精子功能等生理作用。在血液和尿液中均可以檢測到前列腺小體，目前研究已證實前列腺小體部分標記物可用于診斷男性不育和前列腺癌，以及判斷其預后。本文就前列腺小體的成分、作用及其與前列腺疾病的關系作一綜述。

1978年，Ronquist等[1]首次從人精漿中檢測到前列腺小體，該物質是第一個被確定的生殖道膜性囊泡。前列腺小體屬于外泌體，由人類前列腺上皮細胞分泌后進入前列腺液及尿液，其直徑為30～500 nm。近年來，對于前列腺小體的形態結構和生理功能有了較為深入的研究，其在生殖系統中的重要性已經得到學科界廣泛關注。前列腺小體不僅與精子功能相關，而且與前列腺疾病關系密切。本文就前列腺小體的成分、生理作用及其與前列腺疾病的關系進行綜述。

1 前列腺小體的成分

目前，前列腺小體的具體成分組成尚未完全清楚。既往研究認為前列腺小體是通過胞吐作用的方式釋放到細胞外，然而最近有學者通過掃描電鏡和透射電鏡發現大多數前列腺小體是通過頂漿分泌，這一發現也解釋了大量無信號肽序列的大蛋白存在于前列腺液中的原因[2]。2003年，Utleg等[3]研究表明，前列腺小體含有139種蛋白質，主要包括35%的酶類蛋白、19%的運輸及結構類蛋白、17%的信號轉導蛋白、14%的三磷酸鳥苷結合蛋白、6%的分子伴侶蛋白及9%的注釋蛋白。2009年，Poliakov等[4]采用低溫電子顯微鏡觀察了經蔗糖梯度純化的前列腺小體，并通過高效液相色譜/質譜分析其蛋白質組成，發現在人前列腺小體中存在440種蛋白質。前列腺小體還富含磷脂、膽固醇，且膽固醇/磷脂比值>2時有利于維持前列腺小體結構的穩定性和通透性。鞘磷脂是前列腺小體中的主要磷脂類型，這為其高度有序的膜結構奠定了基礎[5]，另外前列腺小體還含有豐富的鋅、鈣、鎂等離子。Vojtech等[6]研究發現，精液外泌體(主要包含前列腺小體和附睪小體)中含有大量的RNA，該課題組分別測序了20～40和40～100核苷酸片段的RNA，結果發現其含有各種類型的小非編碼RNA，包括微小RNA、轉運RNA、非編碼小RNA等。甚至還有學者報告前列腺小體內含有DNA[7]。前列腺小體由兩個具有不同特征的亞種群組成，兩個亞種群在核苷酸片段的長短和蛋白質的組成上有所區別[8]。有學者使用液相色譜儀-質譜儀的脂質學方法對前列腺小體兩個亞群的脂質組成進行檢測，結果發現前列腺小體兩個亞群中鞘磷脂和己糖神經酰胺的比例不同，相比于直徑較小的前列腺小體，直徑較大的前列腺小體中鞘磷脂含量更豐富，而己糖神經酰胺含量更低[9]。目前認為前列腺小體的主要成分包括蛋白質、非編碼小RNA、磷脂、離子、DNA等，并通過這些物質發揮其特殊的功能。

2 前列腺小體的生理作用

2.1 前列腺小體的免疫調節作用 自然殺傷細胞是機體重要的免疫細胞，其在人類女性生殖系統的先天免疫應答、妊娠、胚胎著床等過程中起著至關重要的作用。研究發現，前列腺小體可以使孵育后的自然殺傷細胞活性降低[10]，從而避免自然殺傷細胞對精子的免疫攻擊。CD48存在于人的前列腺小體中，它作為2B4/CD244受體的配體，在活化自然殺傷細胞受體中起著至關重要的作用，CD48可能是前列腺小體保護精子免于遭受女性生殖道免疫攻擊的關鍵因子[8]。還有研究發現，人前列腺小體含有半乳糖蛋白酶3及其配體Mac-2結合蛋白，兩者結合后可特異性作用于單核細胞和巨噬細胞，在免疫調節中發揮作用[11-12]，這可能是前列腺小體發揮免疫調節作用的機制。

2.2 前列腺小體的抗氧化作用 人類精液中的活性氧是導致男性特發性不育的主要原因之一。研究表明，多形核中性粒細胞(polymorphonuclear neutrophil，PMN)可介導脂質過氧化，導致精子細胞氧化損傷，而前列腺小體能夠減少含有PMN的精液中活性氧的產生[13]，這提示前列腺小體在男性生殖中發揮了重要作用，特別是在白細胞增多的情況下該作用更明顯，因為精液中的白細胞是活性氧的主要來源之一[14]。

2.3 前列腺小體的抗菌作用 研究發現，前列腺小體中嗜鉻粒蛋白B的豐度高于嗜鉻粒蛋白A[15]，而嗜鉻粒蛋白B的c末端片段具有強大的抗菌活性[16]，且嗜鉻粒蛋白B分子的其他部分也顯示出抗菌性能[17]。研究表明，低濃度的前列腺小體即可使細菌壁變形，導致細菌的細胞膜發生蟲蛀樣改變，進而促進細菌的死亡[18]。但是，近年來有關前列腺小體的抗菌作用的研究報告仍較少。

2.4 前列腺小體調節精子功能的作用 前列腺小體在促進精子成熟和維持精子功能中具有直接或間接的作用，包括保護精子免受女性酸性環境和免疫損傷，以及調節精子活力、頂體反應和受精能力等[19]。前列腺小體通過與精子融合后發揮調節精子的功能，這種融合現象需要依賴精液中的pH值，體外實驗顯示pH值為5時精子與前列腺小體融合率最高[20]，這也解釋了為什么在精液(pH值7.0～7.8)中精子與前列腺小體的融合受到抑制，而當精子進入女性生殖道酸性環境后這種融合現象被觸發的原因。兩者融合后可以導致精子膜流動性下降，下降程度與前列腺小體與精子比值相關[21]。精子活力是由鈣離子誘導的離子信號通過精子頸部區域促進的，這一過程可由孕激素誘導。研究表明，前列腺小體將孕激素受體和不同的鈣離子信號級聯組分轉移到精子頸部區域，孕激素可刺激精子釋放鈣離子，誘導激活相關鈣離子信號通路，在酸性(pH值5.0～6.0)條件下促進精子與前列腺小體融合[22]。融合前列腺小體的精子富含孕酮受體、蘭尼堿受體、氫離子轉運ATP合成酶A1，其他參與細胞內Ca2+穩態的蛋白也通過前列腺小體運輸到精子，包括等離子體膜Ca2+-ATP酶4(plasma membrane calcium ATPase 4，PMCA4)[23]，它與一氧化氮合成酶(nitric oxide synthase，NOS)一起通過前列腺小體被運輸到精子。在精子獲能期間，Ca2+離子刺激PMCA4和NOS活性，增強它們之間的相互作用，以減少一氧化氮的產生和氧化應激改善弱精癥[23]。前列腺小體還攜帶氨基肽酶N，這是一種參與調節精子活力的蛋白質，其機制主要通過調節內源性阿片肽水平來實現[24]。精子獲能受環磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate，cAMP)細胞內信號通路調控，由碳酸氫鹽和Ca2+離子共同促進，主要受由膽固醇組成的細胞膜動力學變化的影響。前列腺小體作為精子獲能過程和頂體反應的抑制劑，通過膽固醇轉移增加精子細胞內cAMP含量，避免精子過早獲能和頂體反應[25-26]。前列腺小體在人類精子受精能力中的作用很可能是多個因素協同調節的結果：在射精過程中，前列腺小體與精子融合后附著在精子上，在陰道酸性環境下，通過傳遞膽固醇穩定精子膜，防止精子過早獲能和頂體反應。前列腺小體黏附于精子表面能夠促使精子順利通過宮頸黏液的屏障，并在精子第一次接觸卵母細胞時與精子融合，將其內容物轉移到精子中。此時，卵丘細胞分泌的孕激素將激活Ca2+依賴通路，促進精子獲能和頂體反應[27]。

3 前列腺小體與前列腺疾病的關系

3.1 前列腺小體與慢性前列腺炎 慢性前列腺炎(chronic prostatitis，CP)是男性最常見的泌尿疾病之一，其發病機制尚未完全明確，臨床治療效果不確定。目前臨床上CP的診斷和療效評估多基于慢性前列腺炎癥狀指數(chronic prostatitis symptom index，CPSI)評分和前列腺液鏡檢，缺乏特異性指標。前列腺小體外泄蛋白(prostatic exosomal protein，PSEP)是存在于正常人尿液中的前列腺蛋白質，早期的實驗研究發現在CP患者的尿液中，PSEP含量升高[28]。還有學者對102例CP患者和70例健康體檢者尿液中的PSEP進行定量檢測，發現CP患者尿液中的PSEP含量為1.728～3.966 ng/mL，明顯高于健康體檢者的0.565～1.094 ng/mL，尿液中的PSEP水平對CP的診斷敏感度為86.27%、特異度為90%，提示PSEP可作為臨床上診斷CP和評估療效的有效指標[29]。

3.2 前列腺小體與前列腺癌 前列腺癌是男性常見的惡性腫瘤之一。目前，臨床上將血清前列腺特異性抗原(prostate-specific antigen，PSA)作為血清生物標記物并結合經直腸超聲檢查篩查前列腺癌。然而前列腺炎及良性前列腺增生等患者的血清PSA水平也可升高，使用血清PSA水平診斷前列腺癌的誤診率較高，PSA假陽性結果會增加不必要的活檢，且該指標也不能體現前列腺癌細胞增殖轉移的情況。因此，需要一個更精確的生物標志物來提高前列腺癌的診斷。近年來，前列腺癌抗原3以及基因融合轉錄均被用于作為診斷前列腺癌的標志物，然而其特異性和敏感性仍存在爭議[30]。隨著研究的深入，前列腺小體在前列腺癌診斷中的價值受到廣泛的關注。研究發現，前列腺癌細胞可分泌前列腺小體，前列腺癌患者的尿液和血液中均可檢測出前列腺小體；前列腺小體通過將補體抑制蛋白CD59傳遞到自體癌細胞，以及磷酸化失活的C3來促進免疫逃逸；前列腺癌細胞來源的前列腺小體中蛋白激酶A含量升高，蛋白激酶A使補體C3磷酸化，而磷酸化的補體C3不能進行生理激活，膜攻擊復合物的形成也受到抑制，從而誘導細胞裂解[31]。前列腺癌細胞來源的前列腺小體已被證實在前列腺癌患者中可以下調自然殺傷細胞2組成員D介導的細胞毒性反應，從而促進免疫抑制和腫瘤逃脫[32]。Webber等[33]研究發現，前列腺癌細胞分泌的外泌體通過激活轉化生長因子β(transforming growth factor β，TGF-β)/Smad3信號通路，促進成纖維細胞轉化，使前列腺癌細胞的遷移和侵襲能力增強。還有研究發現， 前列腺癌合并骨轉移患者的前列腺癌細胞外泌體中人類微小RNA-940呈過表達，其在體外可以促進人間充質干細胞的成骨分化,并在體內的骨轉移微環境中誘導成骨細胞損傷，促進骨轉移的發生[34]。Bhagirath等[35]研究發現，相對于正常組及良性前列腺增生組，侵襲性前列腺癌組外泌體來源的微小RNA(exosomal microRNA，ex-miR)-1246、ex-miR-766-3p和ex-miR-302c-3p表達失調，其中ex-miR-1246是區分侵襲性前列腺癌和良性前列腺增生的潛在標志物；該研究還發現，前列腺癌陽性淋巴結轉移情況與前列腺細胞分泌的ex-miR-1246高表達之間存在相關性，進一步明確ex-miR-1246具有預測前列腺癌侵襲性或者局部轉移的潛力。簡而言之，前列腺小體可能通過免疫逃避、增強腫瘤局部侵襲、促進骨轉移等途徑參與前列腺癌的發病機制。前列腺小體來源的蛋白和微小RNA分子等作為前列腺癌診斷、鑒別、預后評估和流行病學的生物標志物具有潛在的應用價值。

4 總結與展望

自從1978年在精液中分離出前列腺小體后，許多學者致力于其成分和生理作用的研究。前列腺小體與男性生殖及前列腺癌的相關性研究已較為深入，研究已證實前列腺小體部分標志物可用于男性不育和前列腺癌的診斷和預后評估。今后的研究需要將重點放在前列腺小體的蛋白質和脂質成分的分子譜，以及RNA的表達等，篩查與前列腺疾病相關的有效生物標志物，從而幫助我們更好地理解前列腺小體的獨特性質和功能。