Kisspeptin/KISS-1R 对女性生殖系统的调节作用及与子痫前期关系的研究进展

张月 张建华 张瑾 赵欣媛 袁宇涵 赵雅枝 郭欣悦 丁梦逍

Kisspeptin 是由KISS-1 基因编码的多肽。Kisspeptin 及其受体KISS-1R 能够抑制肿瘤细胞的转移，随着人们发现其调控下丘脑-垂体-性腺轴（Hypothalamic-pituitary-gonad axis，HPGA）的神经内分泌功能，Kisspeptin/KISS-1R 在生殖系统中的作用开始得到阐明。本研究重点介绍Kisspeptin/KISS-1R 对女性生殖系统的调节作用及与子痫前期的关系。

1 KISS-1/KISS-1R 概述

KISS-1 基因于1996 年首次被鉴定为恶性黑色素瘤细胞系中的转移肿瘤抑制基因，位于染色体1q32-34，全长771bp，包括4 个外显子和3 个内含子，编码包含145 个氨基酸的多肽产物，但通常检测到的是被蛋白酶水解后的一系列小片段，被统称为多肽类激素，其在体内被水解，可生成Kisspeptin-54、Kisspeptin-13、Kisspeptin-10 等多种酶胺短肽[1]。

KISS-1R 又称GPR54，是G 蛋白偶联受体视黄酸家族成员之一，开放阅读框长1 197 bp，编码398 个氨基酸，其不仅存在于中枢神经系统及外周组织（肝脏、胰腺和肠道）中，还在胎盘、垂体、胰腺、促性腺激素、睾丸、卵巢和脊髓中也高度表达，在调节内分泌功能中发挥作用[2]，包括促性腺激素的分泌、青春期开始、体况和能量储备、影响滋养细胞浸润。

2 Kisspeptin/KISS-1R 对女性生殖器官的调节作用

2.1 Kisspeptin/KISS-1R 对卵巢的调节Kisspeptin 及其受体广泛分布于全身多个组织器官，发挥调控功能，包括卵巢激素释放、卵泡发育成熟、颗粒细胞活力、卵泡黄体化和黄体的形成和发育、类固醇合成等方面。卵巢中Kisspeptin 的分布具有显著的时空特异性，表明其在卵巢的不同生理阶段发挥多种功能，在卵泡发育中起非常重要的作用。Kisspeptin能够影响细胞周期的S 期和G2期，低剂量和中等剂量的Kisspeptin 可以直接刺激卵巢影响其功能，促进增殖和抑制细胞凋亡[3]。Kisspeptin/KISS-1R可通过提高颗粒细胞活力、上调类固醇合成关键酶基因表达促进颗粒细胞类固醇激素的合成从而间接调控卵泡发育[4]。Kisspeptin 通过诱导抗穆勒试管激素的产生，负向调节窦前卵泡的发育，并通过抑制交感神经激活剂对促卵泡受体表达的诱导来降低对促卵泡生成素（Follicle-stimulating hormone，FSH）的敏感性，从而减少初级卵泡的募集[5]。

2.2 Kisspeptin/KISS-1R 对子宫的调节子宫生长和子宫内膜腺体形成和功能对生育至关重要，并受雌激素和其他调节剂的调控。成人的子宫生长主要依赖于中枢Kisspeptin 信号传导，但子宫内膜腺体生成主要受外周Kisspeptin 信号传导的调节，其平均约占Kisspeptin 依赖性腺体发育的75%[6]。Kisspeptin 和KISS-1R 通过控制子宫内膜腺体分泌物（如白血病抑制因子）的可用性来调节胚胎植入，这对于胚胎与子宫上皮细胞的粘附至关重要。KISS-1/KISS-1R 参与了子宫内膜的生长和增殖，可能通过调节子宫内膜的细胞分化和血管生成而在蜕膜化中发挥作用[7]。

2.3 Kisspeptin/KISS-1R 对胎盘的调节KISS-1 表达定位于绒毛滋养层组织，而KISS-1R 表达发生在绒毛滋养层和绒毛外滋养层中，KISS-1 在植入过程中调节合体滋养层细胞侵袭和血管生成的速率，这有助于确保早期胎盘形成是一个连续且受控的过程[8]。胎盘Kisspeptin/KISS-1R 调节绒毛外滋养层迁移和侵袭，从而直接调控胎盘对子宫的侵袭[9]。早期胎盘滋养层细胞均表达KISS-1R 和Kisspeptin，Kisspeptin/KISS-1R 通过抑制滋养细胞迁移、基质金属蛋白酶和血管内皮生长因子的表达控制滋养层细胞对子宫内壁侵袭力[10]。Kisspeptin/KISS-1R 在妊娠早期高表达，随着胎盘成熟而下降。在早期胚胎着床和胎盘形成过程中，Kisspeptin系统地参与了各种生理和病理活动。

3 Kisspeptin/KISS-1R 与女性生殖内分泌系统疾病

3.1 Kisspeptin/KISS-1R 与青春期发育异常促性腺激素释放激素（Gonadotropin-releasing hormone，GnRH）神经元是青春期启动过程中神经内分泌调节的开关和枢纽。KISS-1/KISS-1R 作为HPGA 的上游调节因子，参与青春期的开始和HPGA 轴的控制，在哺乳动物生殖活动中发挥关键作用。在女性中，下丘脑Kisspeptin 作用于GnRH 神经元并介导促性腺激素促黄体生成素（Luteinizing hormone，LH）和FSH 的释放，从而刺激性激素合成。Kisspeptin对HPGA 轴施加直接和间接作用，直接影响垂体促性腺激素释放 LH 和 FSH。月经周期中的 GnRH存在波动性差异，其在周期内的不同时间会发生变化。丘脑弓状核是调节合成与分泌促GnRH 的主要核团，Kisspeptin 在这里起调节GnRH 分泌的作用。Kisspeptin 和KISS-1R 基因表达的显著增加，引发GnRH 脉冲式释放，在生殖活动中尤其是青春期启动过程中发挥重要作用。KISS-1受体基因的缺失或突变与青春期发育异常有关，KISS-1 受体基因的激活突变与性早熟有关。郭兰芳等[11]研究显示，特发性中枢性性早熟（Idiopathic central precocious puberty，ICPP）女性患儿血浆中Kisspeptin 水平在青春发育启动时上升，GnRH 类似物经治疗后下降，KISS-1 基因表达回落至青春发育前，说明检测其水平对诊断ICPP 及疗效评估具有重要的参考价值。ICPP 女童血清Kisspeptin 水平升高是骨骼发育的影响因素，可作为评估ICPP女童性发育情况及治疗效果的标志物[12]。

3.2 Kisspeptin/KISS-1R 与多囊卵巢综合征（Polycystic ovary syndrome，PCOS）PCOS 是育龄期妇女常见的内分泌疾病，常伴随肥胖、胰岛素抵抗、高雄激素血症。下丘脑弓状核Kisspeptin/KISS-1R 表达异常与PCOS 的发生密切相关，可能在PCOS 的病理过程中发挥重要作用。郭威等[13]纳入IVF/ICSI-ET 助孕治疗的患者为研究对象，比较PCOS患者和正常女性卵泡微环境Kisspeptin 表达水平的差异，PCOS 组卵泡液中Kisspeptin 蛋白水平、颗粒细胞中KISS-1 mRNA 水平均高于正常对照组，体外实验结果显示，黄素化颗粒细胞处理组孕酮、雌二醇水平高于对照组，推测颗粒细胞可能通过上调Kisspeptin 表达参与了PCOS 的病理过程，Kisspeptin 发挥作用可能需要促性腺激素等的参与。刘冉冉等[14]将雌性大鼠随机分为PCOS 组和正常组，PCOS 组大鼠卵巢可见数十个囊状扩张的卵泡，卵母细胞和放射冠减少或消失，与正常组比较，PCOS 组大鼠的体重、腹膜后脂肪含量、卵巢重量均增加，血清黄体生成素、卵泡刺激素和睾酮水平均升高，卵巢组织Kisspeptin 和KISS-1R 阳性细胞数量减少，胞质着色淡，含量均减少，卵巢中KISS-1 mRNA 表达降低，但两组大鼠卵巢中KISS-1 mRNA 表达差异无显著性，Kisspeptin/KISS-1R 系统与PCOS 的发生、发展存在潜在的联系，卵巢组织中Kisspeptin 和KISS-1R 的低表达可能导致颗粒细胞数量减少或功能减低。

3.3 Kisspeptin/KISS-1R 与卵巢早衰（Premature ovarian failure，POF）POF 是一种异质性疾病，是指卵巢功能过早减退的现象，主要表现为低雌激素水平和高促性腺激素水平。师红美等[15]构建POF 大鼠模型，大鼠血清中雌二酵（E2）水平明显降低，FSH 水平明显升高，POF 大鼠处于低雌激素、高促性腺激素状态，HE 染色显示POF 组大鼠卵巢中卵泡数量明显减少，卵泡中颗粒细胞的层数明显减少，闭锁卵泡数量明显增加，大鼠卵巢次级卵泡中的Kisspeptin、KISS-1R 阳性细胞数明显减少，推断POF 大鼠卵巢中次级卵泡中Kisspeptin 表达减少可能使卵泡对FSH 的敏感性降低，使血清中FSH 水平升高，因募集大量的初级卵泡，最终使卵母细胞耗竭。

4 Kisspeptin/KISS-1R 与妊娠并发症

血浆或血清Kisspeptin 主要来源于妊娠期间的胎盘，并且血浆Kisspeptin 水平在整个妊娠期间显著增加。Kisspeptin/KISS-1R 参与哺乳动物妊娠的整个过程，调控胚胎着床、胎盘形成，在妊娠的建立和维持中发挥着重要的调控作用。血中Kisspeptin 水平与妊娠期相关疾病的发生关系密切，可作为检测妊娠疾病诊断和胎儿发育的潜在生物学标志物[16]。

4.1 Kisspeptin/KISS-1R 与流产自然流产是早期妊娠最常见的并发症。Kisspeptin 水平降低与自然流产有一定相关性，与血清绒毛膜促性腺激素相比，血浆Kisspeptin 水平对流产有较高的诊断价值。寇连翠等[17]以溴隐亭构建自然流产大鼠模型，大鼠血清中孕酮、E2 水平明显降低，而LH 水平明显升高，大鼠卵巢的黄体体积明显减小，黄体中血管的数量明显减少，黄体表达的Kisspeptin/KISS-1R 的阳性细胞数明显减少，提示卵巢黄体表达的Kisspeptin/KISS-1R 系统可能通过调节血清中E2、孕酮和LH 等激素水平，从而影响其内分泌功能。刘颖等[18]研究显示，补肾益气方联合黄体酮治疗的复发性流产再次妊娠者，其血清Kisspeptin 蛋白表达明显升高，孕激素水平升高，再次妊娠者的流产率降低，提示血清中Kisspeptin 蛋白含量对妊娠期有影响。

4.2 Kisspeptin/KISS-1R 与子痫前期（Preeclampsia，PE）PE 是特发于人类妊娠期的进展性疾病，以高血压、蛋白尿为主要临床表现，常伴随肝脏、肾脏等全身多脏器受损症状，严重时导致孕产妇子痫发作，威胁孕产妇和胎儿的生命健康，以及增加孕妇远期的心血管等其他疾病发生风险。早期发现先兆子痫并采取相应的干预措施对优化妊娠结局具有重要的临床意义。

目前，PE 诊断基于早期妊娠危险因素筛查、子宫动脉多普勒测速和PPAP-A 或胎盘生长因子（PLGF）等生物标志物。Kisspeptin 通过减少血管生成、减少细胞滋养层侵袭和增加滋养层细胞凋亡与PE 的发病机制有关，也可能在预测和诊断子痫前期中发挥作用。

Kisspeptin 已被提议作为一种新的生物标志物用于识别有先兆子痫风险的女性。早发性PE 发病机制是孕体来源的滋养层细胞对母体子宫的侵袭不足导致子宫血管重塑不良、胎盘灌注不足，最终导致局部和全身内皮功能障碍。孕妇的孕前疾病包括高血压、肥胖和糖尿病，可能会形成促炎环境，通常与迟发性PE 综合征有关。Kisspeptin 抑制滋养层迁移和侵袭，可以推测胎盘中KISS-1 表达的增加可能有助于早发性PE 的发展。Kisspeptin 是滋养层侵袭的额外生理调节剂，通过下调基质金属蛋白酶-2（Matrix metalloproteinase-2，MMP-2）和基质金属蛋白酶-9（Matrix metalloproteinase-9，MMP-9）抑制evCT 穿透更深层的子宫肌层，Kisspeptin 介导的ERK1/2 和PI3k/Akt 通路激活可调节NF-κB 的核转位和DNA 结合活性，最终降低NF-κB 结合和MMP-9 基因启动子区域的激活，此外，Kisspeptin 已被证明通过激活肿瘤细胞中的p38 MAPK 来抑制MMP-9，并上调孕早期滋养层细胞中的金属蛋白酶组织抑制因子-1 和金属蛋白酶组织抑制因子-3[19]。Mujde 等[20]研究显示，与孕龄匹配的健康孕妇相比，经历过迟发性PE 的孕妇血浆Kisspeptin 水平升高[（68.7±93.4）pg/ml vs（68.5±57.9）pg/ml，P=0.004），Kisspeptin 预测PE 的最佳截断值为67.2 pg/ml，敏感度为53%，特异性为76%，诊断准确率为64%。早期先兆子痫妊娠和肥胖患者的循环Kisspeptin 降低，妊娠早期循环的Kisspeptin 与妊娠期血压之间呈负相关，孕16 周时Kisspeptin 识别有PE 发展女性的最佳截断值为596pmol/L，敏感度为85.7%，特异性为71.4%，有效率为72.3%，阳性预测值为15.8%，阴性预测值为98.8%，但不建议单独进行普遍筛查，因为敏感度和特异性不高[21]。在择期剖宫产的同时采集健康和先兆子痫孕妇的胎盘、胎盘床和顶蜕膜以及母体和脐带血，通过RT-PCR 确定mRNA 表达，免疫组织化学法检测母胎组织中的蛋白质表达，采用ELISA 确定循环母体和脐带血清Kisspeptin 浓度。妊娠合并先兆子痫时胎盘Kisspeptin 表达增高，而血清Kisspeptin 水平降低，KISS-1 mRNA 和蛋白质在健康和先兆子痫妊娠的母体组织（胎盘床和顶叶蜕膜）中的表达最低，在健康和PE 妊娠的母胎组织中，KISS-1 受体mRNA 表达没有发现差异，提示胎盘Kisspeptin表达增加与滋养层侵袭性降低是一致的，并且可能解释了先兆子痫发展的分子机制，降低的循环Kisspeptin 浓度有可能被用作胎盘功能障碍的标志物[22]。孙新六等[23]收集PE 患者组织标本，与正常孕妇比较，PE 孕妇KISS-1 表达上升，且随着PE 严重程度的上升，KISS-1 表达也增加，KISS-1 mRNA与平均动脉压、24h 尿蛋白量呈正相关，与新生儿体质量呈负相关，与KISS-1≥1.5 组孕妇相比，KISS-1＜1.5 组孕妇胎盘厚度、胎儿股骨长度和胎儿双顶径均明显增加，提示KISS-1 可做为预测胎儿生长受限的潜在高风险指标，用于监测PE 发生及胎儿发育情况。

综上所述，KISS-1 及其受体KISS-1R 基因通过促进GnRH 分泌，从而调控HPGA 功能，调节GnRH 分泌、调节青春期启动、参与卵巢功能、卵泡发育、维持良好妊娠状态和生殖系统功能。本研究还探讨了Kisspeptin 与PCOS、POF 生殖系统妊娠相关疾病之间的联系。随着对研究的深入，临床医生越来越意识到Kisspeptin 在子痫前期诊疗中的临床应用价值，可作为潜在的预测子痫前期的生物标志物，但其敏感性、特异性有限，在未来可能会与其他标志物联合使用来识别PE。

（本研究由西安医学院第四批校级重点学科经费资助。）