多种神经肽的共存

许多神经元含有多种神经肽。例如含有多巴胺的那种下丘脑弓状核（ARC）神经元抑制腺垂体泌乳素的释放，这种ARC神经元也含有氨基酸类递质GABA。除此以外，这种下丘脑弓状核（ARC）神经元还合成一系列神经肽，包括神经降压素、甘丙肽、生长激素释放激素、甲脑啡肽、亮脑啡肽、强啡肽等。应用GABA和多巴胺的细胞也含有甘丙肽和神经降压素或者生长激素释放因子（growth-hormone-releasing factor，GRF），但是单个多巴胺细胞是否含有上述所有的肽，有待进一步确定。能合成多种神经活性物质的情况并不限于下丘脑，单个海马中间神经元可以合成GABA、NPY、生长激素抑制素，这三者都有抑制性作用。神经肽聚集在致密轴心小泡（DCV）中，而快速氨基酸递质聚集在小清亮小泡。一般认为，一个神经元共同合成的几个肽储存在同一DCV，但还只有很少证据表明这一点。单个神经元的不同DCV可能含有不同浓度的多个肽。例如有人报告，加压素（VP）和甘丙肽差别地表达在同一细胞的不同DCV。在脑以外的部位，脑垂体前叶细胞既合成黄体生成激素，也合成卵泡细胞刺激激素，但有证据表明，这两者合成和释放的调节是差别性的。同一神经元的不同肽可以差别性释放的一个清楚方式是，它的合成调节是差别性的，由不同基因编码的肽各有不同的调节要素，而且对不同的转录因子发生反应。因此，潜在地作为对神经调制反应的差别性合成，就是可以允许在一段时间内释放比率有所改变；而神经调制作用即是有选择性地改变不同基因的转录［9］。

在某些神经元中，从同一前体蛋白质可以切割下多个活性肽。一个著名的例子就是阿黑皮素原（POMC），经一个肽酶切割以后成为几个潜在的神经活性肽，包括β-内啡肽、α-MSH、γ-MSH、促肾上腺皮质激素，还有其他。POMC细胞可以合成甘丙肽样肽以及可卡因-苯异丙胺调节转录物（cocaine amphetamine regulated transcript，CART），这两个肽都可以调节进食［9］。

在功能上共定位但合成通路独立的两个神经肽共定位，这种情况并不少见。下丘脑ARC神经元合成NPY和AgRP是一个很好的例子。NPY通过一系列NPY受体起直接抑制作用；AgRP被认为起比较间接的抑制作用，抑制是由于AgRP阻断了POMC来源的α-MSH的兴奋性作用；而α-MSH的作用是通过黑皮质素受体4（MC4-R）的。不过，AgRP的作用可以不依赖于MC4-R，这已经有所描写。把NPY或AgRP应用于下丘脑可以增加进食，表明这两个肽对于能量内稳态有阳性作用。如果靶细胞表达多个相关受体，应用多个神经活性肽可以增强效应。也可以这样说，一个肽在一个细胞上可以激活同型受体，第二个肽可以在不同靶细胞上激活相应受体。共合成的肽可能是共释放的［9］。

肽协同的另一机制是基于竞争肽酶。例如SP对PBN神经元的EPSC作用可以被降血钙素基因相关肽（calcitonin gene-related peptide，CGRP）所增强，增强作用的机制是基于CGRP的介导，减弱细胞外肽酶活性，而此肽酶是失活SP的。这显然是由于竞争了肽酶。更进一步，应用肽酶抑制剂磷酰二肽，可以增加SP作用幅度达10倍之多，提示正常SP的快速降解。肽酶的表达和释放是调节神经肽半衰期的另一个话题，考虑肽作用效果的时候要考虑到它［9］。

神经元可以从不同的前体蛋白质合成不同的神经肽，在细胞水平，它们可以具有相反的作用。就目前所知，强啡肽是一个例子［9］。

强啡肽作用在Gi/Go偶联的κ受体，导致细胞抑制，其机制是激活钾电流或减弱电压门控钙通道。图6-17显示强啡肽减弱钙电流的电生理学效应。有好几个不同的兴奋性神经元可以释放这种抑制性肽。强啡肽与另一个兴奋性神经肽——加压素（VP）共存于大细胞分泌神经元，也与兴奋性下丘脑泌素/增食欲肽共存于外侧下丘脑（lateral hypothalamus，LH），也与兴奋性吻素及神经激肽共存于ARC和海马兴奋性谷氨酸颗粒细胞［9］。

图6-17　强啡肽减弱电压门控钙电流

给予谷氨酸能下丘脑泌素神经元一个指令去极化，引起钙内流（a）；强啡肽减少钙电流（b），当肽洗掉后，这种减少就恢复。铬可以全部阻断此电流，说明电流是钙介导的。（图引自［9］）

1．下丘脑泌素-强啡肽对抗性作用

下丘脑泌素神经元对哺乳动物的认知性激醒和正常睡眠是关键性的，它也在药物成瘾中起作用。在人类，下丘脑泌素神经元的丢失导致神经病症状——嗜睡病，其特征是白天时间过多睡觉。在人类及啮齿类下丘脑泌素-强啡肽神经元中，这两个肽可以由同一神经元合成，也可能同时从一根长轴突释放，该轴突可以终止于脑干和脊髓的大量神经核。下丘脑泌素受体及强啡肽受体，均广泛地表达于中枢神经系统各部分，下丘脑泌素的兴奋性作用通过相应神经元上的Gq偶联受体。下丘脑泌素的作用有：膜电位去极化，增加放电频率，增加细胞内钙，增加突触前的GABA或谷氨酸释放。为什么一个神经元释放的神经调制物具有对抗作用呢？这有几种可能性。一种可能性是释放的部位不同。细胞可以表达仅一种肽的受体，因此仅对那个肽起反应。具有相反作用的肽也可以协同起作用，下丘脑泌素诱发ARC细胞的NPY神经元直接兴奋，强啡肽由于作用在突触前阿片受体，因此使作用于NPY细胞上的抑制性GABA释放减少，从而减少突触抑制，易化下丘脑泌素的直接兴奋性作用。因此，同一轴突释放的对抗作用肽，作用于不同的细胞，可以协同性地增加某一个起反应细胞的活性［9］。

2．强啡肽-加压素对抗性作用

起对抗作用的肽之另一作用是，在其同一或邻近的释放位点，反馈调节肽的释放。在VP神经分泌细胞上通过树突-胞体复合物，强啡肽和VP共同释放，而强啡肽的作用是反馈性地抑制VP细胞的活动，部分地是由于抑制了为锋电位发放所需的平台（plateau）电位。在多数脑区，VP的作用是通过Gq受体来兴奋神经元。然而有报告认为，VP神经元可以发挥快速抑制性作用，而强啡肽则显示慢抑制性作用，当多次发生爆发性锋电位时逐渐导致抑制。在脱水时强啡肽表达增加，而且继续提供反馈抑制，即使当需要增加VP释放，而神经元锋电位频率增加时仍然如此。强啡肽减少谷氨酸轴突的递质释放。所以，强啡肽具有双重效应，一方面直接抑制母细胞或其邻近细胞的释放，另一方面减少突触前兴奋性递质的刺激。这种双重性可能使强啡肽实现类似的作用，允许强啡肽通过多数汇聚机制来压抑神经元的活性。强啡肽可以减弱海马苔状纤维的谷氨酸释放，前面已提到过［9］。

3．吻素-强啡肽对抗性作用

吻素由内侧下丘脑的细胞合成，它调制GnRH神经元的活性，而且调节生殖及成熟的到来。GRP54受体是吻素受体。在鼠和人类中，它的突变可以阻断成熟，引起不育。在许多哺乳动物中，强啡肽与吻素共定位，强啡肽作用于释放吻素的神经元，同步化而且形成脉冲性的吻素释放［9］。

4．差别性去敏感与神经肽对抗性作用

在表达两种受体的反应细胞里面，差别性去敏感也可能在对抗性肽的反应中起到一定作用。初始效应，或低浓度释放时候的效应，可能对一种肽有利；在更长时间的释放或高浓度的释放时，最后可能有利于另一种肽。连续给予强啡肽于电压钳制的黑色素浓集激素（MCH）细胞，导致相当程度的第二和第三外向电流减少，这些是抑制性电流。与之相对比，重复给予下丘脑泌素则显示相当程度的内向电流减弱（图6-18）。重复地同时给予两种肽——强啡肽+下丘脑泌素，导致开始的外向超极化电流，然后当重复地给予两种肽的时候，转移到内向的去极化电流。因此在这个例子中，低水平的共同释放可能有利于中等度的抑制，而高水平的共同释放最后反而有利于兴奋。一个相关的可能性是，两个相对抗的肽由于潜伏期的不同或由于作用时程的不同，可以经过不同的时程而起作用，因此一个肽可以把另一个肽的作用打断，主要是由于时间过程的重叠。这里我们仅聚焦到两个相反作用的神经活性物质，但许多细胞可能有两种以上肽，例如最近有报道说，通道视紫质诱发的下丘脑泌素细胞的谷氨酸释放，对于调控突触后的组织胺神经元是关键性的［9］。

图6-18　抑制性强啡肽和兴奋性下丘脑泌素一起合成和释放，但引起相对立的作用（彩图见图版此处）

系列地给予强啡肽诱发一个外向电流（绿色）。当重复应用的时候，其反应幅度可以慢慢脱敏，且慢慢减少。系列地给予下丘脑泌素诱发内向电流（红色），但只有轻度脱敏。强啡肽+下丘脑泌素（红褐色），开始是外向电流，然后是小电流，再以后是内向电流。DYN：强啡肽；HCRT：下丘脑泌素。（图引自［9］）