P物質

P物質是廣泛分布於細神經纖維內的一種神經肽。當神經受刺激後,P物質可在中樞端和外周端末梢釋放,與NK1受體結合發揮生理作用。在中樞端末梢釋放的P物質與痛覺傳遞有關,其C-末端參與痛覺的傳遞,N-末端則有能被納洛酮翻轉的鎮痛作用。P物質能直接或間接通過促進谷氨酸等的釋放參與痛覺傳遞,其鎮痛作用是通過促進腦啡肽的釋放引起。逆向電刺激感覺神經或經細傳入纖維傳出的軸突反射和背根反射衝動可使外周端末稍釋放P物質,引起該神經支配區血管擴張,通透性增加,血漿蛋白外滲等神經源性炎症反應。結合經絡研究的新進展,P物質可能是經脈信息傳遞的重要物質。

發現

P物質(substanceP,SP)是什麼物質呢?它也是意外發現的產物。1931年,英國生理學家戴爾正在研

p物質的結構p物質的結構

究神經遞質的作用(他因此在1936年獲得諾貝爾獎)。當時已知的神經遞質是乙醯膽鹼。戴爾讓其研

究生馮·歐拉做一個實驗,證明小腸釋放的乙醯膽鹼能刺激小腸的收縮。馮·歐拉發現從兔子的小腸提取

出來的溶液的確能引起小腸收縮。
為了證明收縮是由乙醯膽鹼引起的,馮·歐拉又加入藥物阿托品。阿托品能阻斷乙醯膽鹼的作用,如果收

縮是乙醯膽鹼引起的,就會被阿托品抑制住。然而小腸卻還在收縮,這就說明在小腸提取液中另外還有

一種能刺激小腸收縮的物質。馮·歐拉和實驗室的另一名研究人員隨後發現這種活性物質在腦組織里最多。

他們把它從編號“P”的製劑中提取了出來,又不知道那究竟是什麼東西,就把它叫做P物質。這個臨時亂叫的名稱後來就沿用了下來。

生理功能

1 參與免疫調節

SP能以神經內分泌的方式作用於各種免疫細胞,參與免疫調節,促進免疫功能。(1)對淋巴細胞的作用。不論是B淋巴細胞介導的體液免疫應答,還是T淋巴細胞介導的細胞免疫應答,均以淋巴細胞感應抗原刺激發生母細胞化,進而大量增殖分化為始點。而SP不論是在體內還是在體外,均能促進淋巴細胞的增殖分化。機體B淋巴細胞在抗原刺激下,增殖分化為漿細胞,合成多種免疫球蛋白,進行體液免疫應答。有資料表明,在抗原刺激下,SP可通過影響B淋巴細胞合成免疫球蛋白來調節免疫應答。Scicchitano等連續向大鼠體內導入SP使血清SP水平升高但仍在生理水平(10-9mol/L),再用ConA刺激,結果脾臟細胞合成IgA和IgM增加,IgG無明顯增加,派伊爾氏結淋巴細胞合成IgA增加,IgM和IgG無明顯改變。Stanisz等的發現則稍有不同,10-8mol/L的SP可使ConA誘導的腸系膜淋巴結、脾臟、派伊爾氏結淋巴細胞合成IgA增加,派伊爾氏結和脾臟合成IgM增加,IgG的合成不受影響。
研究發現,SP還影響活化的淋巴細胞合成細胞因子,進而介導和調節免疫炎症反應。近年的研究還表明,SP對T淋巴細胞的趨化作用具有劑量依賴性和受體依賴性,在炎症時的免疫細胞募集過程中發揮重要作用。(2)對其他免疫細胞的作用。除了上述的淋巴細胞外,免疫細胞還包括輔助性T細胞、各種粒細胞、肥大細胞及其他一些具有免疫調節功能的特殊細胞。SP對它們的功能也有影響。SP影響輔助性T細胞合成細胞因子。研究表明,SP及其C-端片段對中性粒細胞有啟動效應,還可延緩中性粒細胞的凋亡,表明SP在炎症的遷延過程中起作用。另外,SP還是中性粒細胞的趨化因子,10-9mol/L的SP可直接影響其向炎症部位的遷移。SP可以激活肥大細胞,引起胞內Ca2+動員和細胞脫顆粒,釋放組胺。人皮膚郎格罕斯細胞表面存在豐富的SP結合位點,它們被激活後可以抑制抗原提呈過程。

2 對生殖內分泌的影響

1979年,Vijayan報導SP促進雌性成鼠腺垂體培養細胞中促乳素(PRL)釋放而對促黃體素(LH)的分泌無直接作用,首次提出P物質與生殖功能有關。BattmannT[14]和LarsenPJ等[15]在離體實驗中發現,SP可抑制促性腺激素釋放激素(GnRH)誘導LH的分泌。DuvalP等[16]的研究表明,當體內缺乏甾體激素或雌激素存在時,SP抑制GnRH誘導LH釋放;但當體內只有孕酮存在時,SP卻促進GnRH誘導LH釋放。姜恩魁等[17-18]研究發現,SP可能通過抑制LH和促卵泡素(FSH)分泌而抑制卵巢孕酮和雌激素的生成,且對腺垂體LH分泌的抑制最為明顯;SP對睪丸睪酮的分泌有直接抑制作用,且隨著SP濃度的增大,抑制作用也增強。另外,SP還能調節垂體內GH、TSH和下丘腦中TRH、SOM的分泌[19]。

3 對其他系統的作用

(1)神經系統。SP作為一種對靶組織起興奮作用的介質,從初級傳入終末釋放,涉及痛覺傳遞。研究表明,SP與學習記憶功能有關[20]。(2)消化系統。SP可明顯引起腸運動增強,膽囊收縮,胰液分泌量增加,刺激唾液分泌,具有催涎作用。(3)循環系統。SP可使血管擴張,增加血液流動。(4)呼吸系統。SP神經元參與氧不足的換氣發動,使呼吸道平滑肌緊張性加強,致支氣管痙攣、肺內水腫。(5)泌尿系統。SP能使輸尿管、膀胱平滑肌收縮,使ADH釋放量增加,引起腎血流量增加、尿量增加。(6)被皮系統。人皮膚注射SP引起局部紅腫、瘙癢反應;在皮膚損傷時期,SP參與局部炎症反應及免疫反應,促進創面的修復[21]。SP是皮膚損傷修復,瘢痕癒合及不斷增生過程中的重要介質。

研究進展

P物質前體調控Delta阿片受體新機制

中國科學院上海生命科學信息中心8月29日,神經所張旭課題組發現調控阿片類物質鎮痛作用的新原理
嗎啡等阿片類鎮痛藥是目前臨床上最常用、最有效的鎮痛藥,但一定時期內反覆使用這類鎮痛藥,容易造成耐受(即短期內反覆使用阿片類鎮痛藥,易造成鎮痛效果下降,需要逐漸增加用藥量)、依賴(成癮)等副作用。為了開發鎮痛效率高、副作用小的新鎮痛藥,人們急需了解控制阿片類物質的鎮痛效率及形成副作用的原理。
嗎啡等鎮痛藥主要作用於Mu阿片受體,這種受體與另一種阿片受體(Delta阿片受體)一起存在於傳導痛覺的初級感覺神經元中,並且相互作用。體內產生的阿片肽和人為給予的阿片受體激動劑作用於這些受體,對痛覺傳導起抑制作用。與阿片肽及其受體有關的系統是痛覺的最主要抑制性系統,目前Delta阿片受體是一些製藥公司發展新型鎮痛藥的靶分子。
在傳導痛覺的感覺神經元中存在著一種叫做P物質的肽類物質,自30年代被發現以來,P物質一直被認為是脊髓中傳導痛覺的主要物質之一,與P物質有關的系統被認為是痛覺的興奮性調控系統。但是,令人失望的是國際著名製藥公司開發的P物質受體阻斷劑在臨床實驗中並沒有起到鎮痛作用,因此,痛研究界對P物質在脊髓的作用方面產生了爭議。
2005年8月25日在國際著名學術期刊《細胞》發表了中國科學院上海生命科學研究院神經科學研究所張旭博士指導的感覺系統研究組及其合作者完成的研究論文,他們發現在傳導痛覺的初級感覺神經元中新合成的P物質的前體分子與Delta阿片受體發生直接相互作用,並將該阿片受體帶入可調控的分泌途徑中,使Delta阿片受體在它的激動劑刺激下,或者在痛覺刺激下,能夠出現在這些感覺神經元的表面,與相應受體激動劑結合,產生鎮痛作用。他們還觀察到沒有P物質基因的小鼠,Delta阿片受體無法正常地運輸到脊髓中痛覺傳入神經纖維的終末,也無法有效地出現在細胞表面發揮作用,這種小鼠不產生嗎啡耐受,即嗎啡類藥物的鎮痛效率不會隨著藥物使用時間的延長而降低,說明P物質前體調控的Delta阿片受體轉運的原理在形成嗎啡耐受中起著重要作用。
這一發現突破了痛研究中對P物質和阿片類物質兩大痛覺調控系統的傳統認識,揭示了P物質前體分子是直接調控阿片系統鎮痛功能和嗎啡耐受的關鍵分子,為發展新型鎮痛藥物提供了新的理論基礎。(神經所)

P物質與老年性痴呆

6月11日,美國耗資4億美元為前總統里根舉行了讓世人矚目的國葬,這位93歲要人的辭世,也令世人再次對老年性痴呆這一長期困擾科學界特別是醫學界的疑難病症投入了深深的關注。
現在,僅我國60歲以上的人口就已超過10%,已進入了老齡社會。在老年人群中,痴呆的患病率為2%~18%,而老年性痴呆則是中年以上人群痴呆最常見的發病原因,國外相關研究顯示,占總發病原因的70%~80%。事實上,老年性痴呆近年來一直是國內外科學界,特別是醫學界的研究熱點。

老年痴呆老年痴呆

人們對於老年性痴呆的研究,從最初發現腦中所含的β-澱粉樣蛋白,至今已進展至有多種功能的神經介質——P物質,並由於它在中樞神經系統隨年齡的變化而變化的特點,認為它是一種老齡化物質。
儘管研究者對老年性痴呆這種中樞神經退行性病症的發病機理和病理生理過程至今還不十分清楚,但在老年性痴呆神經化學研究中,他們對P物質是否與老年性痴呆存在相關性,特別是與目前發現的老年性痴呆主要神經毒物質β-澱粉樣蛋白是否存在相關性產生了濃厚興趣。
P物質是人們發現最早的神經肽之一,它在1931年被發現,並在1971年被確定了結構組成。P物質與人們已知的速激肽有相關結構,因此一般認為它是這個家族的成員。最初,人們發現,當初級傳入神經纖維受到刺激時,廣泛分布於這些神經纖維內的P物質,就在中樞和外周末梢被釋放。因此,它被認為僅是一種神經遞質或調質在神經中樞和外周起作用。但是,隨著研究的深入,近年人們發現中樞神經系統也存在大量的P物質,尤其是在黑質、下丘腦和松果體等部位。更重要的是,人們新近發現,P物質還是調節機體免疫和內分泌的重要因子,特別是在神經系統內,它是神經源性炎症和免疫調節活動的主要神經遞質。因此,P物質作為一種能被免疫系統和神經系統共同識別的信號物質引起了研究者的極大注意。
老年性痴呆的重要病理所見是中樞神經系統出現老年斑,其斑內主要成分是β-澱粉樣蛋白。研究已證實,β-澱粉樣蛋白的神經毒能損傷和殺死神經元。同時,研究者們也注意到,在老年性痴呆病人的中樞神經系統包括老年斑記憶體在P物質,並隨老年性痴呆的病理進程發生變化。例如,國內有研究者報告了一項實驗研究。他們以興奮性毒素鵝膏蕈氨酸定位損傷老化大鼠腦右側端腦基底核,建立在行為學改變、神經遞質變化和腦病理改變等方面均類似於老年性痴呆病人表現的模型動物,然後用Y型迷宮法觀察模型動物學習能力改變,並用分光光度法和免疫組化染色法觀察模型動物P物質等的表達情況。其實驗結果表明:模型動物組經用鵝膏蕈氨酸和β-澱粉樣蛋白共同損傷鼠腦時,老化大鼠的學習能力及腦膽鹼酯酶活性顯著低於對照組,並顯示鼠腦P物質免疫陽性神經元數量比對照組明顯增加,而且腦皮質區P物質過表達,而單獨用鵝膏蕈氨酸注射則無此損傷作用。
最近,研究者在明確了P物質與老年性痴呆及β-澱粉樣蛋白存在密切相關性的基礎上,進一步研究了P物質對老年性痴呆病人中樞神經系統的作用,包括它對β-澱粉樣蛋白的作用及其作用途徑。實驗已證明,把P物質與β-澱粉樣蛋白同時注入動物的腦皮質,可防止β-澱粉樣蛋白神經毒所產生的神經元缺失和某些蛋白基因的表達。最近,國內研究者向公眾介紹了兩項國外著名的實驗,從一個重要角度闡述了P物質在中樞神經系統免疫調節和神經保護中的作用及其途徑。一項是,在人星形膠質細胞體外培養實驗中,P物質可促進轉化生長因子-β誘導的白介素-6和某些前列腺素的表達,通過它們之間的相互作用,P物質能明顯增強星形膠質細胞的免疫調節和神經營養功能。另一項實驗結果也證實,在人星形膠質瘤細胞中,P物質、某些白介素β因子和組織胺均能誘導白介素-6的合成。
至今,已有多項研究結果顯示了P物質對中樞神經系統的保護作用,同時向人們提示了P物質對老年性痴呆等中樞神經系統疾病具有潛在的防治價值.儘管現階段P物質作為老年性痴呆的防治藥物或手段還僅僅是人們的假設和期望,但研究者又發現了P物質在廣義的老年性痴呆診斷範疇中所顯示的作用。最近,國外研究者在一份世界著名的學術期刊中報告了一項研究,即套用敏感、特異的酶免疫測定方法對已確診的老年性痴呆病人、非老年性痴呆的痴呆病人、沒有認知損害的中樞神經系統病人和沒有中樞神經系統疾病的對照者,分別進行了腰穿腦脊液樣本中的P物質、白介素-6β-澱粉樣蛋白載脂蛋白E和總蛋白進行了檢測。結果發現,雖然上述各組腦脊液樣本中的P物質含量沒有顯著差異,但在不同年齡的老年性痴呆病人之間卻顯示出顯著差異,也就是說,晚期發病即年齡大於65歲的老年性痴呆病人腰穿腦脊液樣本中P物質含量顯著高於早期發病即年齡小於65歲的老年性痴呆病人和對照組。同時,在老年性痴呆病人組腰穿腦脊液樣本中白介素-6、載脂蛋白E、總蛋白的含量均較其他病人組和對照組顯著增高。不久,這些研究者在另一份世界著名的學術期刊中,對上述實驗結果以及進一步實驗研究進行了更詳細的報告和分析。值得注意的是,他們的一系列實驗研究,是人們首次套用酶免疫測定方法對腦脊液中濃縮P物質進仔細觀察研究。他們在進一步實驗觀察中,重點關注了已確診的老年性痴呆病人、非老年性痴呆的痴呆病人和沒有認知損害的中樞神經系統病人腰穿腦脊液樣本與死後腦室腦脊液樣本中P物質含量。
他們得到了6個方面的實驗結果:第一,所有死後腦室腦脊液樣本中的P物質含量均低於腰穿腦脊液樣本,不同疾病組及對照組之間沒有差異;第二,老年性痴呆組腦脊液樣本中P物質含量與其他疾病組及對照組比較均沒有顯著差異;第三,在對照組中,年輕者的腰穿和腦室腦脊液樣本中P物質含量與年老者的對比沒有顯著差異;第四,在老年性痴呆組內,晚期發病者腰穿腦脊液樣本中P物質含量顯著高於早期發病者;第五,在相同疾病組中,伴有疼痛者的腰穿和腦室腦脊液樣本中P物質含量與不伴有疼痛者的相比沒有顯著差異;第六,精神失常病人的腰穿和腦室腦脊液樣本中P物質含量與其疾病無關聯。據此,他們認為:腦脊液中P物質含量水平不是人體自身老化的指標之一;腦脊液中P物質含量檢測不適用於老年性痴呆的診斷,但晚期發病者的顯著變化反映了其中樞神經系統免疫調節及神經保護的活動。為此,上述研究提示了一個令科學界關注的可能性:即腦脊液中P物質含量檢測,很有可能成為診斷晚期發病老年性痴呆以及觀察其病情變化的重要指標與手段。

抗肥胖新靶點- P物質

P物質是屬於速激肽家族,由11個胺基酸組成的多肽。它通過與神經激肽-1受體之間的高親和力,在腦和周圍神經作為神經肽、神經遞質以及激素影響不同的生理通路。它存在於下丘腦以及大腦的其他部位控制飲食,也存在於胃和小腸調節食慾與能量平衡。研究中運用CJ012,255,它能夠和神經激肽-1受體結合拮抗P物質。分別給飲食導致肥胖和基因導致肥胖的小鼠模型注射CJ,並且觀察它對體重、肥胖、胰島素敏感性的影響。注射CJ後,在兩周高脂肪飲食後能夠防止體重增加和脂肪的積聚,在三個月高脂肪飲食後導致體重減輕、脂肪減少以及提高胰島素的敏感性(部分原因可能是因為抑制了食物的攝入量)。P物質控制能量平衡的作用和瘦素關係甚微,試驗中瘦素缺乏的小鼠在注射CJ治療後也有效果。外周注射P物質3小時候後可導致輕微的劑量依賴性的食物攝入增加。在小鼠注射CJ後通過減少食慾促進體重減少。所以,神經激肽-1受體拮抗劑可能是一個治療肥胖的新靶點。

拮抗劑

辣椒鹼軟膏

主要成分為辣椒鹼,化學名稱為:(反)-N-[(4-羥基-3-甲氧基苯基)-甲基]-8-甲基-6-壬烯基醯胺。辣椒鹼主要是通過影響神經肽P物質的釋放合成和貯藏而起鎮痛和止癢作用。P物質是一種重要的神經傳導介質,可把疼痛和瘙癢由外周神經傳入脊髓神經和高級中樞神經。辣椒鹼主要作用於C型感覺神經元上的P物質,而傳導皮膚痛覺和病態瘙癢的正是C型神經纖維中的一些無髓慢傳導纖維。局部套用辣椒鹼作用於外周神經軸突,導致來自所有神經元P物質的減少,達到鎮痛和止癢的作用。
本藥品適用於緩解由風濕病相關的肌肉和關節疼痛、背部疼痛以及扭傷、拉傷引起的疼痛。本品為白色軟膏,均勻塗抹於疼痛部位,每次1-2個黃豆粒大小的用量,每日3-4次。不良反應少見,偶有局部的燒灼感和刺痛感,可逐漸減輕或消失。

研究P物質的材料

為了研究某種蛋白質的功能,有時需要用到“基因剔除技術”,把製造該蛋白質的基因剔除掉,

看看動物體內少了這種蛋白質後,會出現什麼變化。這項技術的發明者去年獲得了諾貝爾獎。

不過,不用我們人類費心,裸鼴鼠自己就剔除了P物質,天生就是研究P物質功能的很好材料,裸鼴鼠

可以用它來闡明疼痛機理、發現鎮痛方法。基礎研究看似無用,但在研究過程中經常會有意外

發現。

裸鼴鼠

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