肥大脱粒肽的药理作用

背景及概述^[1-2]

肥大细胞脱粒肽(肥大脱粒肽)是蜂毒中重要组分，具有多种生物活性，其活化肥大细胞后导致肥大细胞释放颗粒包含物组胺、5-羟色胺、白三烯、肝素、前列腺素、嗜酸性粒细胞趋化因子等，肥大细胞及其颗粒包含物能加速CAM的正常血管生成。但是肥大细胞在鸡胚发育10．5d后才在CAM上出现和在17．5～20d后才达到丰盛，并且15d龄的鸡胚的肥大细胞才对外界有免疫力，即能分泌颗粒物质。因此，在我们的实验系统中的CAM肥大细胞没有活力，大胡蜂肥大细胞脱粒肽(肥大脱粒肽)12a对CAM血管生长的抑制作用可能与其脱粒肽活性不相关联。大胡蜂肥大细胞脱粒肽(肥大脱粒肽)12a可能是通过作用于FGF相关的信号通路抑制内皮细胞增殖。另外，外源性能神经节苷脂GM1能结合FGF-2影响血管生成，但是mastoparan能抑制这种结合。

结构^[3]

肥大细胞脱粒肽(肥大脱粒肽)(MastcelldeganulatingPeptide，简称MCDP)，又称肽401，是一种含有22个氨基酸的碱性多肽，占整个蜂毒液的1%～2%，分子量为2.48kDa。MCDP分子中含有2个精氨酸，5个赖氨酸，5个强的疏水性氨基酸和一个酰胺化的羧基末。被纯化出来的MCDP的完整序列显示其具有完整的α螺旋结构，立体结构成球形，分子表面分布有8个正电荷，等电点为12。由于MCDP包含有4个半胱氨酸残基，这样便在分子内部形成两个二硫键，一个位于第3位与第15位氨基酸之间，另一个位于第5位与第19位氨基酸之间，从而使分子呈现出两个紧密相连的不对称双环结构。已有实验表明，MCDP的生物活性是由其独特的氨基酸骨架决定的，其立体结构是它的生物活性所必须的，当两个二硫键被打开或被羧甲基化时，MCDP的生物活性就受到影响，置换分子中的2个精氨酸残基也能明显地影响MCDP的某些生物活性；改变MCDP分子中5个赖氨酸残基组成的ε-氨基基团，也能使其活性丧失。由此可见，MCDP分子中具有相对不同的多个功能区域，分布在分子的不同部位，而不同的分子区域在实施其多种生物效能时能相对独立地发挥作用。

药理作用^[3]

1）MCDP抗炎的免疫学效应

在人体中，慢性炎症中最普通的疾病是风湿性关节炎。传统上，佐剂诱导关节炎的大鼠被广泛地作为一种合适的动物模型模仿人的疾病，并一直作为一种有用的系统测试不同的抗炎试剂。实验证明，MCDP能有效的对抗实验性佐剂诱导的大鼠关节炎(类似于人的风湿性关节炎)的发生，而且在病变发生后，还能明显减少原发性和继发性的组织损伤。MCDP的这种抗炎活性比同剂量的氢化可的松、新安替根、吲哚美辛、保秦松或水杨酸钠减缓人的风湿性关节炎强2～100倍。在大鼠的后爪浮肿实验、血浆蛋白聚集或组胺对人的影响实验中，也观察到MCDP的抗炎活性确实明显优于氢化可的松等抗炎剂。在动物实验中，先静脉注射MCDP，再皮下注射抗炎物，当MCDP的剂量达到200mg/kg时，能明显预防血管内液体的外渗，但如果先给予致炎物，再皮下注射MCDP，则其抗炎效果较差。目前，尚不十分清楚MCDP的抗炎机理，有观点认为，像整个蜂毒一样，MCDP也是通过刺激肾上腺皮质分泌皮质醇而发挥作用，但是在许多实验中发现，去肾上腺的大鼠仍能对MCDP产生恒定反应，与假手术17与I型过敏反应相关的过敏和炎症过程。MCDP其在免疫系统的功能将必须包括对其IgE和非IgE介导的肥大细胞表明的反应来分析它的活性。

肥大细胞是IgE分子的主要靶细胞，IgE对肥大细胞表面的FcεRI受体具有高的亲和力，受体通过多价过敏原交联与IgE分子结合而受到激活，引起肥大细胞脱粒释放组胺和其他发炎介质。在没有IgE直接介导的情况下，肥大细胞的表面有许多活泼的分子能够使肥大细胞对非IgE相关的刺激产生反应，然后释放组胺、脂质来源的介质和淋巴细胞的细胞因子。尽管它们的许多生物活性功能是未知的，但不容置疑，在过敏与发炎方面，肥大细胞是一种主要的效应细胞。机体对过敏原的反应是IgE分子的一种异常的产物。当邻近的IgE分子通过结合多价过敏原而交互连接，这些受体被激活，引起肥大细胞脱粒而释放组胺和其他细胞质颗粒体的介质。因此，在任何情况下，所释放的这些介质能启动I型过敏性过敏反应。肥大细胞脱粒的过程甚至能被无交互联接的1gE分子引起。

2）MCDP对中枢神经的作用

除了上述两个免疫学性质外，MCDP还具有较强的中枢神经系统活性的药理学性质，它能够阻断电压依赖性钾通道，是一种可诱发癫痫发作和脑损伤的神经毒素。有研究发现，脑内存在MCDP的高亲和力受体，使用MCDP后，可使神经细胞上瞬时钾电流明显减弱。常规配体结合分析法检验发现，MCDP能有效地抑制蛇毒衍生物树突毒素I和β-金环蛇毒与钾通道结合，并抑制这些神经毒素与脑内相应受体结合。把MCDP直接注入到成年大鼠的脑室内，大约0.3ng/只，就可以引起癫痫发作甚至死亡，但若先给予足够的激活钾通道的药物，则能预防MCDP的致大鼠癫痈效应，这提示MCDP与神经细胞上的钾通道存在特异的相互作用。在小鼠脑内克隆出的钾通道蛋白，在离体条件下也能被MCDP所阻断，但给皮下或16对照组无明显区别。加之，在离体培养的肾上腺皮质细胞混悬液中，MCDP对皮质醇的释放并无影响，看来有关肥大细胞脱粒肽(肥大脱粒肽)通过肾上腺皮质实现其抗炎效应的观点值得怀疑。在离体条件下，MCDP能有效的抑制白细胞中花生四烯酸转变成前列腺素E2(PGE2)。己知PGE2能主动的参与炎症过程，引起血管扩张，加强组胺和舒血管缓激肽的增强血管通透性效应，提高机体对疼痛的敏感性。因此，有理由认为MCDP有可能通过减少PGE2的生产来实现其抗炎效应，但白细胞上是否存在MCDP特异受体目前尚不清楚。也有观点认为，MCDP是通过其表面开放的四价巯基结构而发挥作用，在高浓度时，MCDP分子占据了有抗原交叉连接起来的两个IgE分子的铰链区域，在肥大细胞表面，MCDP分子与IgE分子相互交换二硫键，导致其构型发生改变，依次引起IgE-Fc受体复合物的正常构型发生改变，从而抑制肥大细胞的活动。因此可以认为，MCDP可能是通过多种途径发挥其抗炎效应的。

3）MCDP的促肥大细胞释放组胺的免疫学活性

虽然，MCDP有很强的抗炎效应，但小剂量的MCDP又能促使肥大细胞脱粒，释放组胺等活性物质，这一效应与它的抗炎活性正好相反。现已知许多的小分子肽都能影响组胺的释放，MCDP就是其中的一种。使用纯化人工固相合成的MCDP进行离体实验，当其浓度10-8～10-7mol/L时，即可使大鼠腹腔肥大细胞中50%的组胺释放。比起许多己知的组胺释放剂如半刀豆球蛋白A，鱼精蛋白、舒血管缓激肽等，MCDP的作用更强，其释放组胺的能力与化合物48/80(一种人工合成的小分子化合物，具有强烈的组胺释放活性)相当。Buku等观察到，不仅天然的MCDP本身具有促组胺释放的作用，而且人工合成的MCDP类似物也能促使肥大细胞释放组胺，但其释放组胺的能力视类似物的结构而定。

目前，MCDP促使肥大细胞脱粒导致组胺释放的过程，被认为涉及到静脉注射较大剂量的MCDP不会使小鼠致死，这也许意味着外周给予的MCDP不能穿过血脑屏障，但与MCDP同源的蜂毒明肽能穿过血脑屏障(后者为18肽物质)。有人推测，脑内的MCDP受体是一种76.39kDa的蛋白质，这种蛋白质也是树突毒素I和β-金环蛇毒的受体。过去认为，MCDP和树突毒素I均阻止同一类型的钾通道，但有实验表明，这两种物质所阻断地钾通道并不属于同一类型。细胞内不存在MCDP地结合蛋白，MCDP是通过作用于表面的结合位点而起作用的。也有人指出，MCDP可能也与灯水母毒素竞争结合位点，而后者也是一种神经毒素，而特异性的阻断钙激活性钾通道，推测MCDP对钙激活性钾通道也有抑制作用。己知高频电刺激某些神经原的传入神经，可使突触传递得以长时程强化某些兴奋性的突触的重复激活导致长期持续提高突触的传递为长时程强化，简称LTP)，而LTP被认为是学习和记忆的生理基础。有趣的是，有人检测到一种内源性脑肽，其免疫活性和功能均与MCDP相似，由此看来，脑内MCDP样肽在突触传递的LTP过程中可能具有重要作用。

应用^[3]

肥大细胞脱粒肽(肥大脱粒肽)是蜂毒肽中具有明显拮抗活性的肽。初步的研究表明，MCDP具有两种相互拮抗的生物学效应，一方面，它具有明显的抗炎作用，另一方面，低浓度的MCDP又能促使肥大细胞脱粒，引起炎性反应。另外，MCDP还有两个重要的药理学特性，一个作用于中枢神经系统(CNS)，能够阻断电压依赖性钾通道，起到神经毒素作用，另一个是MCDP对心血管的影响，能够显著的降低大鼠的血压。

主要参考资料

[1] 大胡蜂肥大细胞脱粒肽(肥大脱粒肽)对血管生成的抑制作用

[2] 意大利蜜蜂肥大细胞脱粒肽(肥大脱粒肽)基因的克隆及表达研究

[3] 蜜蜂和胡蜂蜂毒明肽、镇静肽、肥大细胞脱粒肽(肥大脱粒肽)和过敏原抗原5基因的克隆与表达