P物质(Substance P,SP)是在1931年由瑞典学者Euler等在马脑和小肠组织提取物中发现的一种生物活性物质。它能引起肠平滑肌的收缩、血管舒张和降低血压等作用,而且不能被阿托品所阻遏。近年来的研究发现:SP在多种恶性肿瘤的发生、转移起着相当重要的作用。但其再乳腺肿瘤中的作用尚不甚明了,本文就P物质及其受体与乳腺癌相关的研究现状加以综述,探询其作用。
P物质的分布
SP是含有11个氨基酸的多肽,结构式为:H-Arg-Pro-lys-Pro-e-Gln-Gl-Phe-Gly-Leu- Met-NH2,分子量为1348。 研究认为:中脑、下丘脑和视前区的SP含量最高,主要分布在细胞体和纤维样结构――轴突和末梢;在外周神经组织中SP主要位于两个部位:即初级感觉神经元及胃肠道内的内在神经元及其纤维末梢,广泛分布于唾液腺、甲状腺、乳腺、气管、心脏、胰腺、肾、膀胱、前列腺以及肠道和皮肤外周组织器官的神经末梢。
乳腺组织中分布:Franke等在对猪乳腺神经纤维进行免疫组化研究中证实乳腺血管周围存在丰富的SP神经。Eriksson等研究发现SP神经广泛分布于乳腺的真皮下、乳头平滑肌周围、乳管周围的结缔组织和乳腺组织实质之中,SP阳性神经分布于乳腺组织的动脉周围和静脉壁。Thulesen等研究同样证实了SP在乳腺组织的广泛分布。
P物质受体及其分布:SP主要是通过SP受体(SPR)实现其对各种功能调节的。TK族的NK-1、NK-2、NK-3三种受体都能与SP结合,其中SP与NK-1受体的结合能力最大,因而将NK-1受体特称为SPR。SPR属于与G-蛋白相偶联的受体族,从鼠脑组织中分离出来的SPR(NK-1)含有407个氨基酸残基,具有七个α―螺旋的疏水性跨膜区域(TM1-7)、三个亲水性细胞外环(E1-3)、三个亲水性细胞内环(C1-3)和一个亲水性胞质侧的C-端区域;受体激活后通过G-蛋白调节第二信使的形成。
SPR广泛分布于正常的乳腺细胞、良性乳腺肿瘤细胞和乳腺恶性肿瘤细胞膜上,而且SPR也分布于乳腺癌肿瘤血管内和血管周围。研究发现SPR主要引起1,4,5―三磷酸肌醇(IP3)和或环-磷酸腺苷(cAMP)的形成。依细胞类型的不同,SP可通过不同的G-蛋白产生不同的第二信使而发挥作用。在外周组织中,兴奋SPR可致IP3和或cAMP的含量发生变化,引发一系列细胞内反应。
P物质的生理功能
SP对血管的调控作用:SP是一种舒血管物质,能增强血管的通透性,导致血浆的渗出和组织水肿。 研究提示:P物质可能通过与血管内皮细胞SPR(NK1受体)相结合而产生NO,NO通过增高c-GMP水平,降低血管平滑肌张力,调节内皮细胞,从而发挥舒张血管的作用。Ziche等研究发现P物质还可以通过活化内皮细胞钙离子依赖性NO合成酶,促进NO产生,可见P物质发挥血管舒张的作用同NO密切相关。Nanyen等也证实了SP通过特异性受体由NO介导增强微血管通透性.导致血浆渗出,其实验也显示了血管的通透性伴随SP剂量依赖性递增。提示在病理状态下,局部SP浓度上升会导致局部的血管扩张,血管通透性显著增加,从而可能为乳腺肿瘤的发生提供丰富的营养,为乳腺肿瘤细胞脱落进入血液及远处出血管定植转移提供了某种可能。
SP对免疫系统的调节作用:在体内,SP能促进淋巴细胞的增殖分化。研究表明持续体内注射SP,可翻转经capsaicin处理的新生鼠对丝裂原诱导的脾脏淋巴细胞的增殖的抑制效应,尤其是CD4+和CD5+T淋巴细胞;给小鼠全身应用SP能显著增加免疫高峰时小鼠脾脏中的斑和玫瑰花结形成细胞数。SP对免疫球蛋白合成的影响具有特异性,不同浓度的SP作用也不尽相同。SP还可增强脾细胞和辅助T细胞克隆产生IL4,而IL4的主要作用是诱导CD4T淋巴细胞向Th2细胞的分化,抑制Th1细胞的发育,从而影响Th1/Th2的分化方向和最终的免疫结果。SP对中性粒细胞作用:是通过膜受体剂量依赖式增强中性粒细胞对抗体包被细胞的细胞毒性,增加过氧化阴离子O2-的产生,从而增强中性粒细胞的免疫防御功能;研究又表明,SP及其C 端片段对中性粒细胞有启动效应,延缓中性粒细胞的凋亡和增强其化学趋化迁移。由此提示我们,SP在肿瘤的细胞免疫过程中起着重要作用。
SP与雌激素:Battmann和Duval等在研究中发现:在体外,SP可抑制GnRh/LHRH诱导的LH的分泌,减少了雌激素的生成;当体内缺乏甾体激素、或雌激素存在时,SP抑制GnRh诱导的LH释放,但当体内只有孕酮存在时,SP却对LH释放具有刺激作用。Brown 和Gautreau等研究发现:青春期前、雌性、雄性大鼠下丘脑、垂体前叶中SP的含量之间无明显差异,而成年雄性大鼠下丘脑、垂体前叶中SP的含量明显高于雌性大鼠(约为2~8倍);切除成年大鼠的性腺器官后,雌性大鼠下丘脑、垂体前叶中SP的含量升高,雄性大鼠则下降。由此提示SP可能参与调节了雌激素生理过程。
SP及其受体与乳腺癌
Drell等在通过时相显微摄影术及计算机辅助分析来技术,研究神经传递素对人乳腺癌细胞株 MDA-MB-468 的化学运动和趋向性,发现SP等对MDA-MB-468乳癌细胞的迁移有刺激作用,提示SP对乳腺癌的转移具有调控作用。进一步的研究发现SP与其受体结合后导致细胞珠基因的改变,使细胞珠的活动性明显加强,尤其是α-2 integrin(一种细胞迁移所必须的粘连受体)的基因上调。而抑制性基因(gelsolin)则显著下调,这种变化在蛋白质水平已为流式细胞计数等证实。Aalto等在研究放射照射对乳腺癌MDA-MB-231细胞珠和啊霉素抵抗亚型的神经肽分泌影响时,通过免疫组化和放免法对该细胞珠进行测定发现,该细胞珠SP表达在放射照射10天后出现升高,放免分析显示SP升高呈现出照射剂量相关性,在啊霉素抵抗亚型中SP表达升高更为显著,因此认为SP在乳腺癌的发生、发展和转移过程中起着重要作用。Singh等研究证实:正常乳腺细胞和乳腺癌细胞均表达SP及其受体NK1和NK2 ,在肿瘤细胞中表达更为显著,特异性的NK1和NK2受体阻断剂能抑制乳腺癌细胞的增殖,提示肿瘤细胞周围高浓度的SP对癌细胞的增殖具有刺激作用,NK2受体对正常乳腺细胞增殖无刺激作用,但可介导乳癌细胞的的增殖。Bigioni等研究SPR抑制剂在人乳腺癌细胞珠MDA-MB-231(雌激素受体ER-)中作用过程中发现,SPR抑制剂具有明显的细胞稳定作用,由此认为针对ER-的乳腺癌病人SPR抑制剂可能成为新的治疗方法之一。Villablanca等应用Northern blot法,分析雌二醇(E2)对AR42J细胞株SPR基因表达的影响发现,E2可以使SPRmRNA的表达增加2倍,这种变化与E2的刺激的时间和浓度呈正相关。因此可以认为SP在乳腺癌的发生、发展和转移的过程中起着重要的作用。
综上所述,SP和SPR在乳腺恶性肿瘤的发生、发展、转移及其调控过程起着重要作用,但对SP和SPR在乳腺癌的发病过程中确切作用及其确切的作用机理尚未完全明了,有待于进一步的研究、完善。
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