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顺-9,10-十八碳烯酰胺的研究进展

2022-07-29
来源:求医网
生理科学进展1999年第30卷第1期

沈阳药科大学中药药理教研室,(沈阳110015)

杨静玉吴春福

顺-9,10-十八碳烯酰胺( cis-9,10-octadecenoamide)又称油酸酰胺( oleamide),是具有重要生理功能的内源性脂肪酰胺家族的成员之一。它存在于人、大鼠、猫等哺乳动物的中枢与外周组织中,具有镇静、催眠等作用。最近研究发现,油酸酰胺能够影响脑内5-HT系统功能。人、大鼠与小鼠体内存在能够水解油酸酰胺及其他脂肪酰胺的水解酶,已对其进行了纯化与基因克隆。关于油酸酰胺及其它脂肪酰胺的活性与机制研究还在深入进行。

关键词顺-9,10-十八碳烯酰胺;镇静;催眠;5-HT受体;脂肪酰胺水解酶

越来越多证据表明生物体具有的脂肪酰胺类物质组成了一个有多种细胞和生理效应的活性脂质家族。其中较有代表性的是从睡眠剥夺的猫脑脊液中分离到的油酸酰胺1,以及脑内 cB1型大麻受体的内源性配体花生四烯酸乙醇胺( anandamide)。研究表明,油酸酰胺具有镇静催眠作用,花生四烯酸乙醇胺具有镇静、镇痛、降低体温等类似大麻物质的活性2。内源性脂肪酰胺类物质的神经生理学作用表明脂肪酰胺在中枢神经系统中有重要的神经调节功能,对于它们存在的生物学意义及作用机理研究已在生理、生化领域引起人们的注意。

1994年 lerner等首次报道从剥夺睡眠猫的脑脊液中分离到不饱和长链脂肪酰胺类物质3,1995年报道其中之一为油酸酰胺,并相继证实了大鼠、人的脑脊液中油酸酰胺的存在。他们发现油酸酰胺浓度随睡眠的剥夺而升高,随着睡眠的恢复而降低。除了油酸酰胺的催眠活性外,油酸酰胺还能增强5-HT2受体对5-HT的反应4。在哺乳动物体内存在能够水解油酸酰胺的酶,即油酸酰胺水解酶,对其纯化和基因克隆已获得成功5。有关油酸酰胺的活性与作用机理还在广泛深入地研究中。本文对油酸酰胺的有关研究进行综述报道。

一、油酸酰胺的活性与机制研究

cravatt等利用 mS、 gC、 tCL、 iR、 nMR和酶解分析等一系列化学方法最终确定了油酸酰胺的分子结构,并进行了人工合成6。腹腔注射合成的油酸酰胺5mg以上能明显抑制大鼠的自主活动,其作用持续时间呈剂量依赖关系,镇静作用的潜伏期大约4min,脑室注射2.8mg能够产生电生理睡眠[1。本文作者的实验与上述结果相一致。合成油酸酰胺(21.8~700mg/ kg)腹腔注射5min迅速产生对小鼠自主活动的剂量依赖性抑制,这种作用的最大效应时间约30min。此外油酸酰胺显著促进戊巴比妥钠的催眠作用,并协同安定对小鼠自主活动的抑制作用,拮抗乙醇、咖啡因、甲基苯丙胺对小鼠活动的兴奋作用。脑电实验表明50、100mg/ kg的油酸酰胺能够缩短大鼠慢波睡眠( sWS)的潜伏期,增加总 sWS时间。由此进一步证实了油酸酰胺的镇静催眠作用。

油酸酰胺除了有中枢活性外,它还具有其他活性。 arafat等(1989)从人的血浆中分离到五种脂肪酰胺,其中之一为油酸酰胺,但其生理功能尚不清楚。 wakamatsu(1990)从牛肠系膜中分离到油酸酰胺,发现它具有血管原性作用即刺激新血管的生成。 kothapalli等还发现体外油酸酰胺对原癌基因 ras转导的 nIH3T3细胞( pAP2细胞)的生长具有显著抑制作用,并可逆诱导细胞内 ca2+浓度的增加7

从油酸酰胺的来源与活性角度可以把它看作是内源性睡眠诱导物质。已知内源性诱导睡眠的物质很多,如δ-睡眠诱导肽( dSIP)、前列腺素 d2( pGD2)、尿性睡眠促进因子( sPV)、褪黑素( melatonin)和血管活性肠肽( vIP)等等,但它们诱导睡眠的机理至今还不甚清楚。 huido-bro4等用非洲蟾蜍卵母细胞表达一系列与睡眠有关的受体,利用双极电压钳技术测定相应配体通过与 g蛋白偶合的受体结合所产生的电流,以及油酸酰胺对其影响。结果发现低浓度油酸酰胺能显著增强5-HT对5-HT2A受体和5-HT2C受体的作用,而对通过 g蛋白激活磷酸脂酶 c的其他受体如毒蕈碱型胆碱受体、代谢型谷氨酸受体、 gABAA受体、 nMDA受体以及 aM-PA受体均没有作用或作用很小,其最低有效浓度为1nmol/ l。油酸酰胺的选择性作用表明其活性部位可能是5-HT受体或与之相关的蛋白而不是通常的信号系统如 ca2+释放。目前还不清楚油酸酰胺调节5-HT系统的机理。但是已知5-HT受体有显著的去敏感化作用,可能油酸酰胺降低了这个去敏过程或者增加了 g蛋白激活受体的可能性。此外与 g蛋白相偶合的受体是一个很大的受体家族,很有可能其它的脂肪酰胺类化合物对这个家族的其它受体也会产生某些影响。

研究发现油酸酰胺的相关化合物油酸与反式-9,10-十八碳烯酰胺( trans-9,10-octadece-namide)均不产生显著的镇静催眠效应。当把油酸酰胺中9,10位的双键移至8,9或11,12位,或者将烷基链延长至22个碳其行为学效应都显著减弱,表明油酸酰胺的中枢作用具有明显的立体化学特异性1。油酸酰胺与受体相互作用的构效关系分析表明,油酸酰胺的酰基与9,10位的顺式双键是其关键结构,可推测与其相互作用部位应有一个能与酰基相结合的疏水结构以及能与顺式双键相吻合的弯曲碳链。此外与油酸酰胺仅差一个双键的饱和十八碳酰胺( octadecanamide)却产生与油酸酰胺相反的活性即抑制5-HT对5-HT2受体的作用4。提示与传统镇静药一般为 gABAA受体的变构调节剂的原理相似,油酸酰胺可能是5-HT2受体的变构调节剂。而且在脂肪酰胺家族中,油酸酰胺与饱和十八碳酰胺可能具有拟似剂与拮抗剂或反相拟似剂的药理学性质。

研究表明,5-HT系统在睡眠觉醒周期中发挥重要作用,5-HT2A和5-HT1C受体在5-HT对深度 sWS作用中介导抑制作用,表明5-HT2受体能调节 sWS( dugovi.1987)。值得关注的是睡眠紊乱与焦虑、忧郁等其它行为或精神紊乱有密切关系。目前治疗这方面疾病除主要应用苯二氮类药物外,5-HT摄取抑制剂的应用也受到重视,提示5-HT受体系统对焦虑、忧郁、精神分裂症具有调节功能。因此,研究油酸酰胺与5-HT2受体关系有助于揭示油酸酰胺镇静催眠的作用机理,同时也为油酸酰胺治疗上述疾病提供了可能。

二、油酸酰胺的生化研究

有关内源性油酸酰胺以及其它脂肪酰胺的生物合成了解甚少,但已知脑内高浓度、高密度的脂肪酸为生成脂肪酰胺提供了可能1,3。文献报道8,顺-不饱和游离脂肪酸是脑内神经递质受体与离子通道的弱调节剂。当油酸被酰胺化后其影响脑内受体的作用显著增强。应当注意的是许多神经肽的酰胺化对于其活性的存在是必需的。由此提示,酰胺化反应可能是许多分子(如蛋白质、脂肪酸)产生信号功能的共同通路4。已有研究证实,大鼠脑亚细胞组成中的微粒体部分可催化油酸与氨生成油酸酰胺9

油酸酰胺在生物体内代谢研究得较多。一般来说内源性神经调节物质都有它特定的代谢·28·生理科学进展1999年第30卷第1期酶,能够确保其神经调节功能的迅速而准确。目前的研究结果表明作为神经功能调节物质的油酸酰胺也如此。 cravatt发现14C标记的油酸酰胺在大鼠脑膜上能被酶迅速水解成油酸,这种酶的作用能被苯甲基磺酰基氟化物( pMSF)所抑制1。进一步研究发现大鼠肝浆膜上存在能够水解油酸酰胺的酶,称油酸酰胺水解酶,已对它进行了纯化与基因克隆4。研究人员通过原位杂交实验定位了这种酶在大鼠脑中的分布,并发现在一系列神经细胞中有绝对优势的基因表达。此外,油酸酰胺水解酶还能够水解花生四烯酸乙醇胺、豆蔻酸酰胺( myristicamide)、棕榈酸酰胺( palmiticamide)以及硬脂酸酰胺( stearicamide),这提示该酶可能是脂肪酰胺家族的共同代谢酶,因此又可称为脂肪酰胺水解酶( fattyacidamidehydrolase, fAAH)。

利用杂交筛选肝 cDNA链的方法发现小鼠和人类肝中也存在 fAAH10。将小鼠、人与大鼠的 fAAH基因组成相比较发现三者基本结构相似,其中小鼠与大鼠的 fAAH有91%的氨基酸序列一致,人与小鼠、大鼠的 fAAH中分别有82%、84%的氨基酸序列一致。另外人与大鼠的 fAAH蛋白分子共有许多生化和酶学特性,如与膜的联系、分子大小、底物的选择性、抑制剂的敏感性等,但是二者在组织分布和其基因在 cOS-7细胞的免疫染色相异。大鼠、小鼠与人类 fAAH的高度同源性有力地说明了脂肪酰胺在哺乳动物中具有相似的生理、生化功能。由此,油酸酰胺水解酶在哺乳动物中的存在为油酸酰胺发挥神经调节功能提供了充分的生化基础。

参考文献

1 cravattBF, prospero-GarciaO, siuzdakG, etal. chemicalcharacterizationofafamilyofbrainlipidsthatinducesleep. science,1995,268∶1506~1509.

2 esterF, raphaelM. pharmacologicalactivityofthecannabinoidreceptoragonist, anandamide, abrain