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收稿Fj期:2009-09-01修同日期:2010-01—14
胰高血糖素样肽2对胃肠道作用的研究进展
韩伟1△(综述),邹原2糍(审校)
(I.怀化医学高等专科学校.湖南怀化418000;2.大连医科大学,辽宁大连116023)中图分类号:R33文献标识码:A文章编号:1006-2084(2010)04-0518-03
摘要:胃肠道是消化吸收营养物质的主要场所,各种应激损伤对机体胃肠道正常黏膜组织
结构造成破坏,从而降低胃肠道对营养物质的消化和吸收。多肽类生长因子参与肠上皮生长
调控,并对肠黏膜损伤后的再生修复有促进作用,但其作用缺乏特异性,常会引起机体的不良
反应。腋高血糖素样肽2(GLP-2)有明显促进肠道对营养物质的吸收作用,且具有特异性。
Gu’-2通过与其受体结合而实现其生物学作用,但作用机制目前尚不十分清楚。GLP-2通过直
接促进肠上皮细胞的增殖、抑制其凋亡,或通过分布于肠内其他部位的GLP-2R间接促进正常
小肠的生长和病理肠黏膜的恢复。
关键词:胰高血糖素样肽2;胃肠黏膜;胰高血糖素样肽2受体
ProgressinEfleetsofGIucagonLIkePepflde2onGastrointesfinal
ZMⅣ耽f。.ZDUYuan。.
(1.HuaihuaMed&alHighTrainingSchool。H∞/h∽418000,c^ins;2.DalianMedicalUniversi:y,
Dalian116023.c^ina)
Abstract:GastrointestinaltractistheraRinlocationofdigestionandabsorptioninhumanbody.
Variousstressesamabletoinjtilethenormalmueosatissuestructureofgastrointestinaltract.which
咖s∞impaireddigestionandllla址¥orptionfunctioningastrointestinaltract.Thepolypeptidesgrowth
factomareinvolvedintheregulationofintestinalepitheliumgrowth.andpromoteregenerationandrepa-
rationofintestinalmuco{M1.buttheirclinicalapplicationsarelimitedduetotheirlackoftissuespecifici—
ty
andpossibleadversereaction.Glucagonlikepeptide2(GLP.2),whichhashightissuespecificity
promotesthedevelopmentofnormalsmallintestine
andrecoveringfrompathologicalintestinalmucoⅨq..
Throu【ghactivatingGU砣receptor(GLP.2R)distributedintheenterocyte.GLP-2stimulatescellregen—
erationandrestraintseellapoptosisintheenterocyte.andGU恐alsoplaystherecuperativemhinpro-
teetingintestinalcellsandpromotingintestinalfunetionby
activating
GU’.2Rdiswibutedintheother
cellsofintestine.However.themechanismremainsunclear.Thisarticlereviewedmainlyontheprolifer-ativeeffectofGLP2andG12'2Rexpressioningastrointestinaltract.
Keywords:Glucagenlikepeptide-2;Gastrointestinalmucoga;Glucagonlikepeptide-2R
哺乳类胰高血糖素原基因编码2种胰高血糖素
肽:胰高血糖素样肽1(Slucagonlikepeptide-1,
GLP-1)和胰高血糖素样肽2(GLP-2),大约50%的氨
基酸序列与胰腺的胰高血糖素相刚川。GLP-2作为一种肠道肽,可通过多条途径促进正常小肠的生长和肠黏膜损伤的恢复。该文主要从GLP-2的产生与清除、对胃肠道的作用及其作用机制等方面总结了GLP-2的主要研究进展。
1GLP.2的产生与清除
在哺乳动物,GLP-2是胰高血糖素样肽家族的成员之一。胰高血糖素原的mRNA在胰腺A细胞、肠道L内分泌细胞和脑中均有表达。肠道组织中胰高血糖素原表达后,由组织中的激素原转化酶进行翻译后处理加工,生成胰高血糖素原衍生肽。该肽类包括肠高血糖素相关胰多肽、肠高血糖素、胃泌酸调节
素、GLP.1(PG78—107)、GLP-2(PGl26—158)等。中枢
神经系统的脑干和视丘下部神经元细胞也能合成
GLP-2,虽然GLP-2在中枢神经系统的活动仍然不好
界定。但已证实GLP-2对中枢神经系统具有细胞保万方数据
匡堂绽蕉垫!Q生!旦筮!垒鲞筮生翅丛鲤i型曼苎业韭堂!:旦b垫!坠:!型:!§,塑!:苎
护作用口]。
GLP-2是由33个氨摹酸残基组成的单链多肽,
其氨基酸序列为PG的第126~158位,相对分子质
量约为3900,其氨基酸序列在哺乳动物具有高度的
保守性。GLP-2主要分子形式有2种:有活性的
GLP-2.(1-33)和无活性的GLP-2?(3—33)。GLP-2的
代谢主要通过肾脏清除和二肽酰肽酶Ⅳ(dipepti—
dylpeptidaseIV,DPP.IV)的降解pJ,DPP—IV是一种表
达在肠道和血管内皮的常见蛋白酶,其水解GLP-2
氨基末端前两个氨基酸残基后形成的GLP-2一
(3-33),导致GLP-2失去生物学活性。血液循环中
有活性的GLP-2?(1-33)和无活性的GLP-2-(3-33)的
生物半衰期较短,在人体分别约为7rain和27min,
GLP-2的半衰期较其降解产物要短得多,因此在循环
中GLP-2的浓度仪为其降解产物的一半。机体
DPP.IV的活性和肾功能状况是影响GLP-2代谢水平
的重要冈素。
2GLP-2对胃肠道的生理作用
GLP.2或GLP-2类似物能刺激肠黏膜的生长及
损伤后的再生修复,还可以抑制胃酸的分泌和胃的
运动,刺激肠的营养转运及肠道消化酶的活性,从而
提高肠道的屏障功能,刺激肠黏膜的血液循环,提高
营养的利用率。GLP-2对小肠和大肠上皮细胞营养
作用是通过刺激隐窝细胞增殖和延缓细胞的凋亡、
调节肠道葡萄糖转运受体的活性、减少胃排空和胃
酸分泌来实现。
2.1GLP-2与肠道营养物质的吸收血液中高水平
的活性GLP-2可增加肠道刷状缘膜中葡萄糖转运载
体1和葡萄糖转运蛋白2的表达MJ,从而促进肠道
上表皮细胞对葡萄糖的摄人能力。与此同时,GLP-2
也改变了肠道摹底膜对葡萄糖的转运能力,使得上
皮细胞不会因葡萄糖单方面摄人而影响膜内渗透压
的变化。同时,GLP-2还上调空肠葡萄糖转运蛋白5
的表达"】。事实上,GLP一2促进肠外营养下新生仔猪
对营养物质的摄入能力与肠道内营养时相似,这也
进一步说明了在肠道内营养缺乏的情况下外源给予
GLP-2的重要性。
GLP-2通过对消化道施加影响来调控营养物质
的消化吸收与利用,同时传导反馈信号到摄食中枢
进而调控动物的摄食活动。给断奶仔猪皮下注射人
GLP-2,7d后发现抑制仔猪摄食达30%。这可能与
GLP-2减缓胃排空速度,刺激胰高血糖素分泌,同时
抑制胃酸分泌有关旧J1。
2.2GLP-2与肠道酶活性GLP-2影响肠道消化酶
的机制还不清楚,推测GLP-2增加肠道刷状缘酶的
活性可能与其促进肠道上皮组织的生长发育有关,?519?
肠道绒毛、隐窝等结构的完整性是肠道刷状缘正常
功能的基础旧J。将假手术或切除75%小肠的4周龄
仔猪分成普通仔猪配方13粮组和普通仔猪配方日粮
+GLP-2组,结果发现一j,GLP-2处理导致假手术和
切除75%小肠的仔猪双糖酶、组织麦芽糖酶和蔗糖
酶活性降低。
2.3GLP-2与肠道生长发育给大鼠注射人GLP-2
(hGLP-2)及猪GLP-2(pGLP-2)都能使小肠的重量和
长度增加,同时近端同肠的横截面积增加【l01。
GLP-2可抑制全肠外营养造成的肠道萎缩,GLP-2处
理后,隐窝变深,上皮细胞凋亡减少,小肠蛋白含量
及绒毛高度均增加。与其他生长因子如表皮生长因
子、转化生长因子、胰岛素样生长因子和生长激素相
比,小鼠皮下注射GLP-2对肠道重量增加的效果最
好,尤其是耐受DPP一1V的GLP-2形式。
2.4GLP-2与受损伤肠道修复GLP-2可促进肠黏
膜细胞的增殖分化,有利于颅脑外伤后肠黏膜的修
复,改善肠黏膜上皮屏障功能…J。梗阻性黄疸时,补
充GLP-2可影响小肠黏膜上皮紧密连接蛋白的分布
和表达,提示GLP-2能恢复和维持小肠黏膜上皮屏
障的完整性012]。GLP-2能刺激小肠黏膜上皮增生,
抑制凋亡,显著促进肠道缺St/再灌注后的黏膜增殖
修复‘13’141。
缺血/再灌注损伤后,肠绒毛顶端上皮细胞坏死
脱落,部分J二皮损害累及绒毛上半部,肠绒毛高度显
著下降,隐窝明显变浅。使用GLP-2可以刺激肠黏
膜生长,保护肠屏障功能,从而减轻肠黏膜低灌注造
成的小肠黏膜损伤¨5|。GLP-2还能削弱缺血/再灌
注对小肠的损伤作用,增加肠绒毛高度及隐窝深度,
同时降低肠系膜淋巴结细菌移位率,抑制肠道氧自
由基及炎性细胞因子的释放¨引。
2.5GLP-2与肠黏膜屏障肠道不仅负责营养素的
消化和吸收,同时也具有莺要的屏障功能。正常情
况下,肠内正常菌群、分泌型IrA、肠黏膜机械屏障、
肠道相关淋巴组织及肝脏网状内皮系统共同构成了
肠黏膜屏障,阻止肠腔内的细菌和毒素进入血液循
环。肠道正常屏障功能的维持依赖于肠黏膜结构和
功能的完整性。GLP-2可降低离子和小分子物质的
传输,抑制大分子物质的跨细胞摄入,从而显著提高
肠道表皮的屏障功能。GLP-2预处理可改善缺水应
激导致的肠屏障功能损害ⅢJ,与对照组相比,GLP-2
组窄肠、回肠、结肠离子分泌减少,上皮通透性及细
菌黏附率降低,肠屏障功能增强。
3GLP-2的作用机制
GLP-2通过与其受体GLP-2R结合而实现其生
理作用。GLP-2R是由550个氨基酸组成的G蛋白万方数据
?520?匡堂绽述垫!Q笙2旦箜!§鲞筮堡翅丛鲤i塑!曼丝业塾!丛!,E生!Q!Q,!垡:!垒,塑!:兰
耦联受体,主要表达于胃肠道与脑中¨8|。目前研
究GLP-2R机制,是以BHK细胞、Hela细胞等制作
GLP-2R上调表达模型Ll9|,这是因为BHK等细胞无
GLP-2R基因表达,可为阴性对照,而肠上皮细胞的
GLP-2R表达不确定。若能证实肠上皮细胞GLP-
2R的基因与蛋白表达情况,并作为研究GLP-2R作
用机制的体外模型,才能反映生理条件下GLP-2的
作用。
哺乳动物GLP-2及GLP-2R分子的氨基酸组成
均高度同源。GLP-2R在小肠、胃和脑几个组织中均
有表达。在大鼠肠黏膜的神经细胞中有GLP-2R表
达,GLP-2可特异性作用于肠隐窝的柱状细胞祖细
胞闭1,且这种作用可被河豚毒素所阻断。这提示,肠
道病理损伤可刺激肠道内分泌细胞分泌GLP-2,
GLP-2作用于肠道的黏膜、黏膜下和肌间神经元,神
经元通过信号转导特异性作用于柱状上皮的祖细
胞,从而促进柱状卜皮细胞的增生和营养底物吸收,
加速包括内分泌细胞在内的整个肠隐窝部细胞群的
分化、生长和修复。
GLP-2R分布于小肠内分泌细胞,肠上皮细胞或
肠神经元细胞上。GLP-2可能通过多条途径最终促
进正常小肠的生长和病理肠黏膜的恢复。一方面
GLP-2通过分布于肠上皮细胞GLP-2R直接促进肠
上皮细胞的增殖,抑制其凋亡【21’22J。另一方面GLP-2
通过分布于肠内其他部位的GLP-2R间接发挥保护
肠道细胞、促进肠功能恢复的作用旧蚓。
综上所述,GLP-2通过肠道广泛分布的GT2-2R,
直接或间接地发挥促进肠上皮增殖、抑制肠上皮凋
亡、增加肠道血供、抑制胃排空和胃酸分泌、促进肠
黏膜吸收功能和屏障功能改善等多方面的生物学功
能,因此,GLP-2作为一种肠道营养因子应用于生产
实践具有广阔的前景。
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