迄今发现,利钠肽家族是由心房利钠肽(ANP)、脑利钠肽(BNP)、C型利钠肽(CNP)及三个类型受体所构成的三个内源型配体系统,它们在中枢神经系统内有广泛分布。其中,ANP和BNP来源于心脏,为心脏激素，合成后分泌到血循环中和靶器官特异受体A结合发挥作用。已证明其具有强大的扩张血管、促进利钠、利尿作用,以调节体内水、电解质平衡和血压,而维持内环境的稳定。

　　CNP则为利钠肽家族的新成员,最早是从猪脑中发现,目前认为其主要分布于中枢神经系统,由血管内皮细胞合成,是一种新型的血管活动调节肽。近年来，BNP的临床应用发展迅速;BNP的作用正引起人们的重视。国外学者做了一些试验,将其用于疾病的诊断和治疗,本文对BNP的来源、分布、结构、合成及分泌、生理作用及其基因工程研究的特点等方面作一综述。

　　1、BNP的来源、分布

　　脑钠肽(Brain/B type natriure ticpeptide, BNP)是利钠肽类的一种肽类激素, 1988年由日本学者Sudoh等从猪脑中分离出,由于其最先从猪脑中分离，所以又称为脑钠素:BNP。后来在心脏中也分离出BNP且心脏分泌的BNP多于脑，它与ANP均属于心脏利钠肽类，由于它们的发现使人们认识到心脏也是一种内分泌器官。

　　BNP广泛分布于脑、脊髓、心肺等组织,以心脏含量最高,心房和心室均可分泌BNP,心脏释放的BNP主要来自心室,但心室储存BNP较心房少。在脑部，BNP及其纤维元主要集中在脑干、嗅脑与下丘脑，猪脑中则以尾状核、延脑、豆状核含量最高。

　　2、 BNP结构

　　人体血浆中BNP的主要形式是含有特异性环状结构的32肽,具有一个分子内二硫键和N-、C-末端,由二硫键连接两个半胱氨酸组成的含17个氨基酸残基的环状中心结构与ANP、CNP(C型利钠肽C-type natriure ticpeptide)相似,但末端长度和氨基酸组成不同[3]。BNP的活性主要依赖其中心结构,用肽链内切酶E24 11打开环状结构,则BNP失活。

　　其活性特别依赖于前体pro-BNP C-末端结构,从pro-BNP的加工到成熟与ANP不同,ANP的酶切位点位于pro-arg后,而BNP位于arg-X-X-arg之后。与其它利钠肽不同, BNP的结构和长度呈现种属特异性,不同种属间氨基酸水平上只有50％的同源性,且长度不一,人类成熟BNP含32氨基酸残基(hBNP32或hBNP77-108),大鼠为45氨基酸残基,猪含26或32氨基酸残基两种,因此检测不同种属血浆BNP水平时需用种属特异性抗血清。

　　3、BNP合成与分泌

　　BNP的基因存在于1号染色体短臂的末端[4],它包括3个外显子和2个内显子。通过mRNA转录为由108个氨基酸组成的BNP前体(pro BNP), pro BNP与ANP共存于心肌的一些分泌颗粒中。当心肌受到牵张或室壁压力增大时,心肌内储存的pro BNP即被释放出来,并很快分解为无活性的由76个氨基酸组成的氨基末端pro BNP(NT pro BNP)及有内分泌活性的由32个氨基酸组成的BNP。

　　BNP的合成及分泌主要在心室的心肌细胞,其功能多样,包括利尿,利钠,扩张血管及抑制肾素-血管紧张素-醛固酮系统,抑制促肾上腺皮质激素(ACTH)的释放及交感神经的过度反应,参与调节血压、血容量及盐平衡;最近有研究显示BNP还可抑制心肌纤维化、血管平滑肌细胞增生以及抗冠状动脉痉挛等作用。

　　人外周血和心脏可检测到BNP,心室是BNP合成分泌的主要部位。用放免方法可测得人血浆中pmoL浓度的BNP,正常人血浆BNP水平随着研究室不同而不同。多种激素可影响BNP的合成和分泌。IL-1β通过Ras、Ras依赖途径激活hBNP启动子转录,IL-1β的P38激酶活性是调节hBNP启动子的部分原因。一种新型促肾上腺皮质激素释放因子

　　Urocortin 可刺激新生鼠心肌细胞分泌ANP、BNP。内皮素I和Cardiotrophin(与

　　IL-6有关的细胞素)通过不同途径诱导BNP基因表达。虽然对控制BNP分泌的细胞机制知之甚少,但有材料显示蛋白激酶C的活化使其增加。

　　4、BNP的调节

　　BNP与 ANP共同贮存，共同释放，在CNS调节下，把BNP作为神经递质释放入血，并调节外周利钠肽的释放，另外由于CNS下丘脑AV3V和PON区受到抑制，BNP、ANP神经元释放神经递质，再经正中隆起进入垂体，再释放入血，而发挥其功能。

　　CNS中BNP神经元多集中在AV3V和PON区，该区与水盐代谢有关，损伤该区域必将影响BNP的分泌，关于CNS中BNP的释放调节具体机理还不清楚，但已发现释放分泌依赖于钙离子的存在。

　　5 、BNP的受体

　　应用放射受体分析证明,在脑内有特异性的BNP受体存在,其分布多数密集于脑室周围(无血脑脊液屏障区)和嗅球部位。已发现在中枢神经系统中有3种利钠肽受体(NPRs):NPRA、NPRB、NPRC。

　　NPRA、NPRB与颗粒状鸟苷酸环化酶偶联,通过与利钠肽结合,增加胞浆内环化鸟苷酸(cGMP)含量而发挥生物效应, BNP与NPRA、NPRB均可结合,A、B受体通过激活颗粒型鸟苷酸环化促进细胞内cGMP的合成,激活G蛋白激酶, 参与利钠肽的生物活性作用,并通过cGMP作为第二信使介导生物活性反应。

　　NPRC为清除受体,不通过cGMP作为第二信使起作用,而与利钠肽及其片段结合,参与其代谢[7]。BNP不能通过血脑脊液屏障进入脑内。外周BNP具有抑制肾素 血管紧张素 醛固酮系统、提高肾小球滤过率及抑制肾集合管对Na+和Cl-重吸收的作用。A、B受体调节肽类的血管扩张和利钠作用,C型受体似乎主要起清除受体作用,与中性肽链内切酶一起调节肽类的可利用水平。

　　三种人类利钠肽受体(NPR)都是跨膜蛋白,其中NPR-A和B可激活鸟苷酸环化酶,引起胞内cGMP累积。另一种被称为“清除受体”的NPR-C不能引起cGMP累积,主要功能是对利钠肽的摄取、内化和胞内降解、灭活并从循环中清除利钠肽。

　　6、BNP的代谢

　　BNP主要在肺和肾内降解, 正常人类个体BNP血浆半衰期约22min,是ANP的7倍多。,但他们的代谢清除率几乎一致,大约61 min。清除循环中的BNP有2种途径[8]:第一种由C型利钠肽受体介导,通过细胞内吞作用,最终由细胞内的溶酶体降解。第二种是通过非特异的中性内肽酶24 11(NEP)打开利钠肽的环状结构而降解,NEP在肺及肾脏内浓度最高。

　　对BNP清除的有限信息说明,如同ANP一样,神经肽链内切酶和清除受体都参与其中,但前一种更加重要。

　　7 、BNP的生理作用、功能

　　BNP是RAAS的天然拮抗剂,亦可抑制垂体后加压素及交感神经的保钠、保水作用,维持血压,同时降低肺循环及周围循环的血管张力。BNP同ANP一起参与了血压、血容量及水盐平衡的调节,提高肾小球滤过率,利钠利尿,扩张血管,降低体循环血管阻力及血浆容量,这些均起到保护心脏的作用。

　　BNP利钠利尿机制：

　　(1)在于肾小球功能受到影响,BNP使肾小球系膜细胞中cGMP累积,抑制细胞通过精氨酸加压素刺激产生内皮激素I,细胞松弛,增加了肾小球滤过表面积 。但对人和大鼠注射足量BNP并未改变肌苷清除,说明其对肾小球的影响是次要的;

　　(2)BNP和ANP一样,对内髓集合管细胞具有高度亲合性,抑制这些细胞对钠的摄取,并抑制近曲小管对钠的转运;

　　(3)BNP与其它神经激素相互作用,强烈抑制肾上腺皮质激素刺激肾上腺细胞分泌醛固酮。有研究，外源性BNP可显著抑制血浆醛固酮,有利钠作用。

　　BNP的中枢性作用有以下几个方面:

　　(1)抑制饮水行为;

　　(2)抑制摄盐行为;

　　(3)抑制抗利尿激素(ADH)的释放;

　　(4)参与中枢性血压调节: BNP可以抑制注射AngⅡ引起的血压升高反应, BNP的降低血压作用,可能是由于ADH分泌受抑制所致，

　　(5)中枢性利尿利钠排钾作用。CNS中给予BNP可引起尿量、尿钠、尿钾增加,这主要是由于BNP抑制ADH和醛固酮的分泌所致。

　　中枢BNP对外周BNP具有调节作用:当血容量和血压增高时,心室壁压力感受器受到刺激,产生兴奋进入脑干和下丘脑,作用于下丘脑AV3V区BNP神经元,后者释放中枢性BNP。中枢性BNP入血后刺激心室肌细胞分泌外周性BNP,以发挥减容减压等生理效应。

　　许多病理因素如蛛网膜下隙出血(SAH)和急性颅脑外伤(ACI)等导致严重脑功能障碍,特别是当下丘脑、垂体功能受累时,体内存在一系列神经内分泌异常,包括BNP分泌异常,从而出现水盐失衡。如其不被正确认识与处理,会加重脑的继发性损害,甚至成为病人的直接死因。

　　8、BNP与蛛网膜下腔出血(SAH)后脑血管痉挛(CVS)

　　近几年研究证实, SAH发生中枢性低钠血症者CVS发生率显著增高,同时越来越多的资料表明利钠肽是造成SAH后多尿、尿钠排泄和低钠血症的原因。Berendes等[11]和Wijdicks等[12]的实验表明, BNP与SAH后尿钠排泄增加所致的低血钠存在相关性。Sviri等[13]的研究发现,经颅多普勒超声显示有严重CVS的SAH病人,在起病初至起病后10d左右,血浆BNP水平呈显著进行性上升,而无CVS的SAH病人只是短暂升高。

　　推测其可能原因:①SAH引起丘脑下部损害,促使BNP分泌增加;②SAH出血后内皮素(一种强有力的血管收缩物质)释放增加,导致CVS的发生, CVS加剧下丘脑缺血,进而诱使BNP分泌,因此BNP增加可能为CVS发生后的一种附带现象。

　　9、 BNP与急性颅脑外伤

　　急性颅脑外伤以后引起的继发性损害是影响病情转归的主要因素。因此防治脑水肿、降低颅内压、改善脑血供是治疗颅脑外伤的关键。国内学者研究显示,脑外伤组血BNP浓度明显低于对照组,血ADH浓度明显高于对照组,而且血ADH浓度越高,病人预后越差。

　　颅脑外伤病人血ADH水平增高,是引起脑组织水钠潴留,产生高颅压的重要因素。BNP与ADH之间存在有一个内分泌反馈环路,即ADH刺激BNP分泌,反过来BNP又抑制ADH的分泌,且BNP主要抑制高水平下ADH的分泌，提示给予外源性BNP有利于缓解脑水肿,促进神经功能的恢复,其原因在于:

　　①外周静脉给予BNP,可产生强烈的利尿利钠作用,减轻机体水钠负荷、降低血压、降低右心房的压力,有利于颈静脉和颅内静脉窦回流,促进脑脊液吸收,进而缓解颅内压。

　　②CNS中穹隆下与脑室周围为无血 脑脊液屏障区,外源性BNP可由此进入CNS中,抑制ADH分泌,减轻脑水肿。

　　10 、基因与基因工程

　　在对BNP及受体结构与功能研究的同时,人们便开始BNP基因与基因工程方面的研究,以BNP的氨基酸序列为基础合成引物,得到鼠、人的cDNA克隆,从而获得DNA及mRNA。编码BNP的单拷贝基因包含3个外显子和2个内含子,在5 和3 端各含有488与247bp的非翻译区。

　　mRNA由900～1000个核苷酸组成,与其他利钠肽mRNA相区别的一个显著特征是3 末端非翻译区包含4串保守的重复序列AUUUA,这一结构增加了mRNA的不稳定性,缩短了BNP mRNA半衰期。对多个种属的利钠肽结构和编码他们基因的种属发生研究证实,基因的差异与他们的进化年龄有关,与ANP、CNP相比,BNP处于进化的早期阶段。

　　由于BNP在机体内含量极低且具有十分诱人的应用前景,人们一直试图通过各种方法生产出廉价、高效而无副作用的商业产品。BNP结构简单,中心结构由一个二硫键连接两个半胱氨酸组成,含17个氨基酸残基的环,没有生物学活性所必需的糖化酯化位点,使其在大肠杆菌系统中表达成为可能。

　　近年来发展的一种诱人的蛋白纯化方案已被广泛地应用,基本原理是将目标蛋白与亲合标志蛋白(affinitytag )结合在一起,后者含有特异性切割位点,并与固定化的配体吸附剂特异结合,从而得到纯化,再通过预先设计的切点切除亲合标志蛋白,得到目的蛋白。

　　11、研究展望

　　由于BNP的合成分泌、生理与病理生理特点,对利钠肽的研究目前相当活跃,影响心血管稳态的基本轮廓已经清晰,但还存在很多问题。在CNS中的研究较少，BNP在CNS对水盐代谢的调节尽管十分复杂，但起着重要的作用。因此，对BNP的研究，对维持机体的水盐代谢有特别重要的意义，并为阐明颅脑外伤及蛛网膜下腔出血水电解质失衡的发生机理，及寻找治疗途径提供理论依据。

　　基因工程BNP蛋白复性及纯化最佳条件将会被确定,产物的结构、性质及生理、药理、毒理作用被进一步阐明。总之,对BNP的全面研究正在兴起,方兴未艾。