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過去一個世紀,內分泌學家主要研究內分泌腺體的結構和功能,激素的結構和功能,以及激素分泌的調節。人們發現,激素水平正常或增加,仍可表現該激素功能的低下,即“激素抵抗癥”。隨著受體學研究的深入,人們發現這是由于受體或受體后信息轉導異常所致。激素功能的改變,與激素的質和量有關,與激素受體或受體后信號轉導蛋白質和量改變也有關聯。故內分泌研究重點逐漸轉向研究激素反應性,即受體及受體后信號轉導系統。
受體學的發展已近一個世紀的歷史,歷經四個發展階段:第一階段為受體概念的提出。1878年,Langley提出“接受物質(receptivesubstance)”及1900年Ehrlich提出“受體(receptor)”一詞為代表,當時提出的受體的兩個基本特征:結合、結合后引起生物效應,仍為我們現在延用的標準。第二階段為藥理學研究階段。其代表為1937年Clark的工作。第三階段為放射配體結合研究階段。1962年Jensen和Jacobson首先用高放射比度的氚標雌二醇(3H-E2)證實大鼠子宮、陰道存在雌激素受體(ER),該階段最大貢獻是可以將受體作為實體進行研究,這是受體的生化和臨床研究的里程碑。目前該方法仍是我們研究受體的基本方法。第四階段為分子生物學研究階段。從N-乙酰膽堿受體的α-亞單位的核苷酸順序推出該受體的α-亞單位的一級結構的氨基酸順序,這一成果標志著受體研究進入分子生物學研究階段。此后受體研究就有了突飛猛進的發展,已闡明數十種受體的一級結構和功能關系。在信號轉導方面也取得重大進展。目前受體分子的三維結構的研究也已開始取得可喜的進展。
隨著受體學的基礎研究的深入,臨床受體學的研究也不斷深入,已發現了多種激素受體病,從而解釋了為何該激素水平正常或升高,仍產生該激素缺乏的臨床表現。如睪丸女性化綜合征,睪酮水平正常,但雄性器官不發育,呈女性外表。研究結果發現由于雄激素受體(AR)基因突變,導致AR結構異常及功能喪失。國內有作者報告7例,其中2例基因突變點為國際上首先報告。關于激素及藥物敏感性問題也是人們關心的問題,激素、藥物敏感性及時辰差異也與受體改變有關。我們的研究發現糖皮質激素受體(GR)存在晝夜節律,峰值在6:00~8:00之間,谷值在0:00。合理解釋了為何晨起一次服用糖皮質激素類藥物療效比分次服用更好。國外有報告褪黑素(M)傍晚應用對免疫系統有興奮作用,晨起同樣劑量則無此作用。有人發現褪黑素受體(MR)晚20:00明顯高于晨8:00,由于MR晝夜節律導致機體對M反應性的時辰差異。Lipman報告用糖皮質激素治療淋巴細胞性白血病,其療效與GR有關,GR高糖皮質激素療效佳;開始有效,后來無效,研究結果發現這時GR降低,停藥待GR恢復后,又出現療效,提示檢測GR,可預測糖皮質激素療效。相信隨著受體學研究的深入及擴大,有越來越多的激素抵抗及敏感性改變的機制將被闡明。
受體與腫瘤關系的研究,也是受體學研究的一個熱門課題。癌基因通過其編碼的癌蛋白導致腫瘤的發生。癌蛋白可以是生長因子,也可是受體,目前已發現數種癌基因產物與受體有同源性。如細胞癌基因c-erb-A是編碼甲狀腺激素受體的基因。受體分子結構異常,如V-erb-B是c-erb-B〔原癌基因,為表皮生長因子受體(EGFR)〕的同源物,基因產物為一個去頭去尾的EGFR(相當于EGFR557-1158肽鏈、含跨膜域及包括酪氨酚蛋白激酶(PTK)活性在內的細胞內區段,但缺少膜外的配體結合域及C端的自身磷酸化區段,這種轉變使EGFR轉變為組成性激活狀態,導致紅細胞增多癥及肉瘤。在腫瘤組織中可使原有受體消失,可以發現一個新受體,這些變化的意義有待進一步研究。現發現某些腫瘤的發生、發展受某些內分泌激素調控,這種腫瘤稱為內分泌激素依賴性腫瘤。從而應運而生的是繼手術、化療、放療、生物制劑后出現的第五大治療—內分泌治療。據報告在歐美,有50%的女性癌和20%的男性癌,具有不同程度的激素依賴性,其中乳腺癌是最常見的激素依賴性腫瘤。可以應用雌激素拮抗劑治療乳腺癌,用孕酮治療子宮體癌及腎癌,糖皮質激素治療淋巴細胞白血病及淋巴瘤。但該類激素療效與其受體的結合量有關。隨著研究深入,將發現越來越多的激素依賴性腫瘤,可通過內分泌治療來提高這類腫瘤患者的存活率。
隨著研究深入,人們發現大多數傳染病發生的起始環節是病原體(包括細胞、病毒和原蟲等)和宿主細胞的粘附。這種粘附首先依賴于相互識別和結合,因此這種結合有一定的特異性。病原體上識別宿主細胞的組分稱為配體或粘附素。宿主細胞識別病原體的成分成為病原體受體。
由于病原體受體的研究,有助于認識為何同樣接觸一種病原體,在同樣環境下,有人生病有人不生病,也就是說含有該病病原體受體才能生病。在研究病原體配體和病原體受體同時,人們又設計防治感染性疾病的措施。如病原體粘附及定位于宿主細胞是第一步,失去粘附能力則失去致病性,應用粘附素抗體或受體類似物阻斷粘附素與受體的結合;也可采取相應措施使病原體粘附素分解,使病原體失去致病力,從而達到防治疾病的目的。
隨著受體研究的深入,人們把目光又集中到受體后信號轉導的過程。受體后信號轉導異常與多種疾病有關。如腫瘤、糖尿病等。信號轉導異常可以是遺傳性的、自身免疫或繼發性的。其中信息轉導蛋白的基因突變與疾病關系是目前研究的熱點之一。體細胞的基因突變可發生腫瘤。基因突變分為失活性突變和組成性激活突變,前者導致信號轉導蛋白功能的減弱或消失,而后者導致信號轉導蛋白持續激活。
由于信號轉導通路中某一信號轉導蛋白的缺失、減少或結構異常,可使該信號轉導過程減弱,若無其它通路替代,就會使靶細胞對該信號不敏感,導致對配體(激素)的抵抗綜合征,如胰島素抵抗性糖尿病。某種信號轉導蛋白的過度表達,或基因突變使其成為異常或持續激活狀態,就可使細胞內信號轉導失控,造成該信號的功能亢進性疾病。
基因突變受體病篩選方法,一般先通過聚合酶鏈式反應—單鏈構像多態性(PCR-SSCP)進行篩選,若發現有泳動變性等改變再通過測序以明確突變的部位及性質。激素抵抗癥可以發生在受體水平,也可以發生在受體后信號轉導水平。如胰島素抵抗性糖尿病,包括KahnA型胰島素抵抗綜合征,妖精貌綜合征等,其發病與多種基因改變有關,可由于胰島素受體(IR)或受體后缺陷所致。自1988年首例IR基因突變被報告以來,迄今全世界已報告了50例IR異常,它們發生在IR的α亞基,β亞基以及受體的合成和前體的加工過程。所報道的IR突變呈明顯異質性,以點突變為主。
總之隨著分子生物學技術的普及,將有越來越多的受體病被發現,隨著受體學研究的深入,必將促進臨床醫學的發展,提高人們對疾病的認識。