預(yù)防醫(yī)學(xué)受體與分子毒理學(xué)課件

1、受體與分子毒理學(xué)受體與分子毒理學(xué)衛(wèi)生毒理學(xué)衛(wèi)生毒理學(xué) 毒理學(xué)毒理學(xué)（ToxicologyToxicology） 是研究化學(xué)、物理、生物等因素對生物機(jī)體的危害及其毒作用機(jī)制的科學(xué)，是預(yù)防醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科，其中以化學(xué)性因素的危害最為突出。1.回顧： 分子毒理學(xué)分子毒理學(xué)是在毒理學(xué)的發(fā)展過程中，受到分子生物學(xué)理論和技術(shù)的促進(jìn)而發(fā)展起來的，它是在分子水平上研究外源化學(xué)物對生物機(jī)體相互作用的一門學(xué)科。它是探討眾多外源化學(xué)物對生物機(jī)體組織的各種分子，特別是生物大分子的作用機(jī)制，從而闡明外源化學(xué)物的分子結(jié)構(gòu)與其毒性效應(yīng)的相互關(guān)系；從分子水平上表述生物對外援化合物的效應(yīng)。1.回顧： 生物大分子（Biologic

2、al macromolecule）指的是作為生物體內(nèi)主要活性成分的各種分子量達(dá)到上萬或更多的有機(jī)分子。通常指的是核酸（DNA、RNA)和蛋白質(zhì)。它們的結(jié)構(gòu)和功能集中表現(xiàn)在遺傳基因上，一方面涉及有關(guān)基因本身的運動規(guī)律（DNA復(fù)制，RNA轉(zhuǎn)錄、遺傳密碼的翻譯和基因的表達(dá)，它們構(gòu)成了機(jī)體遺傳穩(wěn)定性的基礎(chǔ)；另一方面涉及到基因表達(dá)的多種產(chǎn)物（酶、受體和多種生物因子）的結(jié)構(gòu)和功能，它們是維持機(jī)體正常生命活動的物質(zhì)基礎(chǔ)。1.回顧： 分子毒理學(xué)正是研究外源化學(xué)物對生物大分子結(jié)構(gòu)和功能的負(fù)面影響，從而從本質(zhì)上闡明毒性機(jī)制。而受體是位于細(xì)胞膜或細(xì)胞內(nèi)的一些生物大分子 受體的研究歷史幾種細(xì)胞內(nèi)受體與外源化學(xué)物毒作用

3、機(jī)制受體的一般概念OneTwoThree 受體與配體受體的特性受體的分類及其基本作用原理受體檢測的方法2.受體的一般概念 受體受體（Receptor） 是指位于細(xì)胞膜或細(xì)胞內(nèi)的一些生物大分子，能與配體（如藥物、毒物、神經(jīng)遞質(zhì)、激素、自身活性物質(zhì)等）相互作用，并轉(zhuǎn)導(dǎo)受體-配體相互作用的信號，進(jìn)而產(chǎn)生相應(yīng)的生物學(xué)效應(yīng)。2.1受體與配體 配體(ligand)是對受體具有選擇性結(jié)合能力的生物活性物質(zhì)。配體與受體特意部位的相互作用，可激活受體的，稱為受體激動劑；阻斷受體活性的，則稱為受體的拮抗劑；兼有激動作用和拮抗作用的稱為部分激動劑。2.1受體與配體 外源化學(xué)物既可模擬內(nèi)源性配體產(chǎn)生激動效應(yīng)，也可阻斷

4、內(nèi)源性配體與受體的結(jié)合。此外，外源化學(xué)物還可作為別構(gòu)劑，作用于配體結(jié)合位點以外的受體大分子部位，對配體與受體的相互作用進(jìn)行調(diào)節(jié)。2.1受體與配體 不同的學(xué)科對受體概念有不同認(rèn)識：在細(xì)胞生物學(xué)中是指任何能夠同激素、神經(jīng)遞質(zhì)、藥物或細(xì)胞內(nèi)的信號分子結(jié)合并能引起細(xì)胞功能變化的生物大分子。在藥理學(xué)和毒理學(xué)認(rèn)為配體不局限與內(nèi)源性配體，凡能識別外源化學(xué)物特異結(jié)合位點的皆可成為受體，尚未發(fā)現(xiàn)內(nèi)源性配體的受體，稱“孤兒受體”（Orphan receptor），如芳烴受體。2.1受體與配體實際上，正是對這類受體的深入研究，推進(jìn)了對受體生理作用及其分子機(jī)制的認(rèn)識，最終將發(fā)現(xiàn)其內(nèi)源性配體。 介導(dǎo)物質(zhì)跨膜運輸信號轉(zhuǎn)導(dǎo)

5、：受體的激活； 受體失敏關(guān)閉反應(yīng)； 減量調(diào)節(jié)降低反應(yīng)。 2.2受體的功能 2.3受體的特性 特異性（specificity） 飽和性（saturation） 高親和性（high affinity binding） 可逆性（reversibility）特異性 受體與配體結(jié)合的特異性這是受體的最基本特點，保證了信號傳導(dǎo)的正確性；兩者結(jié)合是一種分子識別過程，它依靠氫鍵、離子鍵與范德華力的作用使兩者結(jié)合，配體和受體分子空間結(jié)構(gòu)的互補(bǔ)性是特異性結(jié)合的主要因素。還可以表現(xiàn)為在同一細(xì)胞或不同類型的細(xì)胞中，同一配體可能有兩種或兩種以上的不同受體；同一配體與不同類型受體結(jié)合會產(chǎn)生不同的細(xì)胞反應(yīng)。例如腎上腺素作用

6、于皮膚粘膜血管上的受體使血管平滑肌收縮，作用于支氣管平滑肌等使其舒張。飽和性 由于一個細(xì)胞或一定組織內(nèi)受體的數(shù)目是有限的， 因此受體與配體的結(jié)合是可以飽和的。高親和性其可表示配體與受體結(jié)合的牢固程度；親和力較高的配體只需較小劑量即可產(chǎn)生較強(qiáng)的生理效應(yīng)，因此，通過比較一系列配體與受體的親和力，可以預(yù)測各個配體產(chǎn)生生理效應(yīng)的強(qiáng)度；親和力的大小常用受體-配體復(fù)合物的解離常數(shù)（Kd）值來表示?？赡嫘耘潴w與受體結(jié)合形成的復(fù)合物是可以解離的，也可以被其他親和力較高的配體所置換；當(dāng)引發(fā)出生物效應(yīng)后， 受體-配體復(fù)合物解離， 受體可以恢復(fù)到原來的狀態(tài)， 并再次使用。受體與配體結(jié)合的可逆性有利于信號的快速解除，

7、避免受體一直處于激活狀態(tài)。按受體在細(xì)胞內(nèi)的定位和受體的信號傳導(dǎo)機(jī)制配體門控離子通道型受體G蛋白偶聯(lián)受體具有酪氨酸激酶活性的受體細(xì)胞內(nèi)受體2.4受體的分類及其基本工作原理 2.4.1配體門控離子通道受體 （ion-channel-linked receptor）多條肽鏈組成的跨膜蛋白質(zhì)；當(dāng)配體與其結(jié)合時，可使跨膜蛋白發(fā)生構(gòu)型改變，離子通道轉(zhuǎn)為開放狀態(tài)，膜通透性增加，引起特定離子的跨膜運動，其結(jié)果是改變細(xì)胞膜兩側(cè)的離子濃度，產(chǎn)生相應(yīng)的生物效應(yīng)。 許多配體與受體（如神經(jīng)遞質(zhì)受體）結(jié)合后，需要通過鳥嘌呤核苷酸結(jié)合蛋白（G蛋白）的偶聯(lián)作用才能調(diào)節(jié)受體效應(yīng)器的反應(yīng)。這種G蛋白偶聯(lián)反應(yīng)受體均以一條肽鏈形成七

8、個區(qū)段，膜外結(jié)合位點對配體的識別可引起膜內(nèi)G蛋白的活化，從而激活或抑制特定的酶，引起細(xì)胞內(nèi)第二信使系統(tǒng)的改變，產(chǎn)生最終的生理效應(yīng)。2.4.2 G蛋白偶聯(lián)受體 （G-pritein-linked receptor） 2.4.2 G蛋白偶聯(lián)受體 （G-pritein-linked receptor） G蛋白耦聯(lián)受體是個數(shù)量龐大的超家族，識別和轉(zhuǎn)導(dǎo)大量配體的信息，如：（1）多種激素、神經(jīng)遞質(zhì)、神經(jīng)肽、趨化因子等（2）光感、氣味和味覺的信號；（3）腎上腺素能受體阻斷劑、組胺拮抗劑、抗膽堿能藥物、阿片制劑等多種藥物。在代謝和組織器官的功能調(diào)控，特別是心血管和神經(jīng)系在代謝和組織器官的功能調(diào)控，特別是心血管

9、和神經(jīng)系統(tǒng)的功能調(diào)控中發(fā)揮重要作用，故稱為代謝型受體統(tǒng)的功能調(diào)控中發(fā)揮重要作用，故稱為代謝型受體 活化： 受體與配體/信號分子結(jié)合時受體被激活，發(fā)生構(gòu)象變化，繼而激活G亞基 G亞基與GDP解離而與GTP結(jié)合并被激活 GGTP與G分開并與受體脫離 活化的GGTP作用于效應(yīng)蛋白或下游的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白，實現(xiàn)膜上信號轉(zhuǎn)換并導(dǎo)致一系列生 物學(xué)效應(yīng)失活： G亞基內(nèi)在的GTP酶活化，將GTP水解成GDP GGDP與G 重新聚合為三聚體的非活化形式1. 霍亂2. 肢端肥大癥和巨人癥2.4.2 G蛋白偶聯(lián)受體 （G-pritein-linked receptor） 2.4.2 G蛋白偶聯(lián)受體 （G-pritein

10、-linked receptor） 許多生長因子，如表皮生長因子、成纖維生長因子、來源于血小板的生長因子等，與細(xì)胞表面受體結(jié)合后，通過胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)而調(diào)節(jié)細(xì)胞的生長和分化。這類受體實際上是由一些絡(luò)氨酸激酶所組成的，其結(jié)構(gòu)包括細(xì)胞外的配體結(jié)合位點、單個跨膜區(qū)段和胞漿內(nèi)具有絡(luò)氨酸激酶活性的結(jié)構(gòu)域。2.4.3具有絡(luò)氨酸激酶活性的受體（receptor tyrosine kinases ，RTKs） 生長因子等激動劑與相應(yīng)膜受體的結(jié)合導(dǎo)致受體的內(nèi)在化，并與周圍的受體形成二聚體復(fù)合物。受體的二聚化引起自身絡(luò)氨酸殘基的磷酸化，從而激活受體的絡(luò)氨酸激酶活性，引發(fā)胞漿內(nèi)的一系列級聯(lián)蛋白磷酸化，這些信號分子可以將

11、胞外的信息逐級傳遞至細(xì)胞核內(nèi)，調(diào)節(jié)相關(guān)基因的表達(dá)。2.4.3具有絡(luò)氨酸激酶活性的受體（receptor tyrosine kinases ，RTKs）活化：失活： 配體與受體結(jié)合后，誘導(dǎo)受體構(gòu)象變化，發(fā)生穩(wěn)定的二聚化，二聚體的受體相互交叉磷酸化，并有酪氨酸激酶的激活 酪氨酸磷酸化使激酶區(qū)穩(wěn)定在激活的構(gòu)象，并為下游的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子提供識別、?？亢徒Y(jié)合的部位 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白進(jìn)一步在膜上組裝成激活的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)復(fù)合物通過多種底物蛋白啟動多條信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，實現(xiàn)膜上信號轉(zhuǎn)換和信號傳遞被激活的受體可因與其配體的解離而鈍化，回到無活性的單體狀態(tài)。2.4.3具有絡(luò)氨酸激酶活性的受體（receptor tyrosine

12、 kinases ，RTKs） 2.4.3具有絡(luò)氨酸激酶活性的受體（receptor tyrosine kinases ，RTKs） 以上三類受體均為細(xì)胞表面受體，主要與難進(jìn)入細(xì)胞的配體發(fā)生相互作用。而細(xì)胞內(nèi)受體是指一類具有脂溶性的配體，如腎上腺皮質(zhì)激素、性激素、維生素D3等甾體類激素，能自由地通過脂質(zhì)細(xì)胞膜，與其相互作用而產(chǎn)生生理效應(yīng)的胞內(nèi)受體。2.4.4 細(xì)胞內(nèi)受體 2.5.1放射配體結(jié)合實驗 早期對受體的研究主要采用間接的觀測方法，即觀察公認(rèn)的與受體有關(guān)的生理功能變化。由于放射性標(biāo)記配體的應(yīng)用，已經(jīng)能夠在體外分析化學(xué)物與受體的直接作用，放射配體結(jié)合實驗已成為受體定量檢測的基本方法。2.5

13、受體檢測的兩種方法 通過放射結(jié)合試驗，不僅可以獲得配體與受體結(jié)合反應(yīng)的基本特征，也能了解特定受體在體內(nèi)的分布、發(fā)生和發(fā)展的變化規(guī)律。受體結(jié)合反應(yīng)與酶促反應(yīng)相類似，經(jīng)典的占領(lǐng)學(xué)說同樣適用于配體與受體的結(jié)合反應(yīng)。2.5.1放射配體結(jié)合試驗 配體與受體的結(jié)合是可逆的，這種結(jié)合屬于單純的雙分子結(jié)合，在一定條件下，受體-配體復(fù)合物可解離為各自的單分子；所有受體具有同等的親和力，配體-受體復(fù)合物的形成不改變其他游離受體對配體親和力的大?。皇荏w結(jié)合量與其生物效應(yīng)成正比，當(dāng)有限數(shù)量的受體與配體結(jié)合達(dá)到飽和時，說產(chǎn)生的生物效應(yīng)最大；配體在結(jié)合反應(yīng)中不被代謝，反應(yīng)體系中配體僅以兩種形式存在，即與受體結(jié)合的配體和游

14、離配體。占領(lǐng)學(xué)說 放射配體結(jié)合試驗的一般試驗程序：選擇特定受體含量較高的器官組織或細(xì)胞，制備受體的粗提取物或純化物選擇高比活性的標(biāo)記配體，與含有受體的制備物在適宜的條件下溫育采用適當(dāng)?shù)姆蛛x方法（過濾、離心、層析等），獲得與受體結(jié)合的標(biāo)記配體根據(jù)不同的實驗設(shè)計，計算結(jié)合試驗參數(shù)。 受體的調(diào)節(jié)在保持機(jī)體內(nèi)環(huán)境的相對穩(wěn)定性上發(fā)揮著重要的作用，機(jī)制比較復(fù)雜，設(shè)計多種細(xì)胞或分子水平的調(diào)節(jié)作用，但放射受體結(jié)合試驗可以從受體調(diào)節(jié)的最終結(jié)果和受體結(jié)合量的改變反映出各種對受體的調(diào)節(jié)作用，結(jié)果直觀、可靠，常用語分析外源化學(xué)物對受體的調(diào)節(jié)作用。2.5.2 放射受體結(jié)合試驗與受體的調(diào)節(jié) 上行調(diào)節(jié)：受體結(jié)合試驗可以反映

15、外源化學(xué)物對特定受體的調(diào)節(jié)作用，如果這種效應(yīng)表現(xiàn)為受體結(jié)合量的增加，稱為上行調(diào)節(jié)或受體的增敏作用。 上行調(diào)節(jié)通常是通過增加相關(guān)受體的基因表達(dá)來實現(xiàn)e.g：神經(jīng)系統(tǒng)中，突觸傳遞的減弱可使把神經(jīng)元上的有關(guān)受體呈代償性增加。2.5.2 放射受體結(jié)合試驗與受體的調(diào)節(jié) 下行調(diào)節(jié)：如果配體與受體的相互作用導(dǎo)致受體結(jié)合量的減少，則稱為下行調(diào)節(jié)或受體的脫敏調(diào)節(jié)。 下行調(diào)節(jié)的機(jī)制不同于上行調(diào)節(jié)，這是由于配體與受體的結(jié)合促使受體發(fā)生內(nèi)移或使受體隱沒，其結(jié)果是減少受體與配體的接觸。因此，在長期接觸外源化學(xué)物的情況下，機(jī)體反應(yīng)的敏感性可能降低，出現(xiàn)對化學(xué)物的耐受現(xiàn)象。2.5.2 放射受體結(jié)合試驗與受體的調(diào)節(jié) 基因的差

16、異表達(dá)在細(xì)胞的生長、發(fā)育以及細(xì)胞的損傷、死亡等各種生命現(xiàn)象中扮演著極其重要的角色，一種細(xì)胞不同于另一種細(xì)胞，在很大程度上正式由于所表達(dá)的基因不同。因此，基因表達(dá)的改變必然必然會倒是細(xì)胞的功能的異常。2.5.3差異基因表達(dá)的檢測 研究基因的差異表達(dá)不僅可以闡明特定基因的功能，同時可以分子外界因素（物理性和化學(xué)性）與特定基因的關(guān)系。許多外源化學(xué)物可以通過特定受體的介導(dǎo)作用，最終導(dǎo)致表達(dá)的改變。 因此，分析基因的差異表達(dá)對于闡明受體介導(dǎo)的毒性作用機(jī)制具有重要意義。2.5.3差異基因表達(dá)的檢測 3.受體的研究歷史1 1、1919世紀(jì)末：受體概念世紀(jì)末：受體概念 2 2、2020世紀(jì)世紀(jì)6060年代：實

17、體研究年代：實體研究3 3、2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代：分子生物學(xué)技術(shù)進(jìn)展推進(jìn)受年代：分子生物學(xué)技術(shù)進(jìn)展推進(jìn)受 體研究體研究 基因克隆技術(shù)推出受體的一級結(jié)構(gòu) 定點致突變技術(shù)研究受體的結(jié)構(gòu)和功能 Goldstein 和 Brown 對 LDLR（低密度蛋白受體）與 FH（家族性膽固醇血癥）關(guān)系的研究揭開受體分子病理學(xué)的序幕； 發(fā)現(xiàn)多種重要疾病，如心血管病、腫瘤、糖尿病、免疫功能異常、神經(jīng)精神疾病有受體的異常。 4、近年來：受體三維結(jié)構(gòu)闡明、近年來：受體三維結(jié)構(gòu)闡明 揭示受體與配體相互作用機(jī)制 闡明受體的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制3.受體的研究歷史 鹵代芳烴與芳烴受體過氧化物酶體增值劑及其激活受體雌激素干擾物

18、與雌激素受體抗雄激素與雄激素受體4.幾種細(xì)胞內(nèi)受體與外源化合物的毒作用機(jī)制 受體是通過與外源化學(xué)物相互作用，改變信號傳遞過程，來干擾細(xì)胞功能的；有些受體生理功能及其內(nèi)源性配體已經(jīng)明確，有的目前還未發(fā)現(xiàn)其內(nèi)源性配體；但外源化學(xué)物可以作為激動劑或拮抗劑影響其功能，因此便以化學(xué)物來命名這類受體，如芳烴受體。 鹵代芳烴是廣泛存在的環(huán)境污染物，如二惡英、多氯聯(lián)苯等，其在環(huán)境中難于降解，且脂溶性極高，易產(chǎn)生生物蓄積和生物放大作用。鹵代芳烴的健康危害包括促癌作用、致畸作用、免疫毒性、皮膚毒性、酶活性誘導(dǎo)、干擾內(nèi)分泌平衡以及影響細(xì)胞生長、分化等效應(yīng)。 盡管此類效應(yīng)具有多樣性，且有動物品系和組織器官的特異性，但

19、其分子作用機(jī)制具有共性，即誘導(dǎo)基因的表達(dá)。4.1鹵代芳烴與芳烴受體 鹵代芳烴通過與胞漿中一種受體蛋白高親和地結(jié)合而導(dǎo)致生物學(xué)效應(yīng)，成這種受體為芳烴受體（Ah受體）。4.1鹵代芳烴與芳烴受體 4.1.1芳烴受體的配體 外源性配體通過被動擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞，與芳烴受體結(jié)合。目前發(fā)現(xiàn)的具有高親和力的芳烴受體的配體均為平面的疏水性分子，其結(jié)構(gòu)能適應(yīng)受體結(jié)合位點的袋裝結(jié)構(gòu)。一些結(jié)構(gòu)上與經(jīng)典配體不同的化學(xué)物質(zhì)，也能激活芳烴受體，誘導(dǎo)細(xì)胞色素P4501A1，但與受體的親和力并不高，如苯并咪唑類藥物。推測很可能存在芳烴受體的天然配體或內(nèi)源性配體。4.1鹵代芳烴與芳烴受體 4.1.2芳烴受體的結(jié)構(gòu) 細(xì)胞中的芳烴受體復(fù)

20、合物（含兩分子熱休克蛋白、hsp90）是以四聚體的形式存在的。hsp作為一種侶伴蛋白，能使芳烴受體蛋白保持特定的折疊狀態(tài)，以適應(yīng)與配體的結(jié)合。因此，hsp90是芳烴受體發(fā)揮正常生理功能所必須的。4.1鹵代芳烴與芳烴受體 在芳烴受體的氨基端可能存在一阻抑物區(qū)域，改區(qū)域的缺乏將導(dǎo)致芳烴受體與和轉(zhuǎn)運蛋白二聚體直接與DNA結(jié)合，即所謂的組成性結(jié)合。 在芳烴受體的羧基端，具有富含谷氨酰胺的反式激活結(jié)構(gòu)域，參與芳烴受體介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)錄激活過程。4.1鹵代芳烴與芳烴受體 4.1.3芳烴受體對細(xì)胞色素P4501A1的誘導(dǎo) 鹵代芳烴類或多環(huán)芳烴與胞漿內(nèi)芳烴受體結(jié)合后，釋放出hsp90及其他蛋白，暴露芳烴受體中與核

21、內(nèi)轉(zhuǎn)運有關(guān)的結(jié)構(gòu)域，促使配體-芳烴受體復(fù)合物向胞核內(nèi)轉(zhuǎn)移。進(jìn)入核內(nèi)后受體復(fù)合物與位于核內(nèi)的核轉(zhuǎn)運蛋白ARNT形成二聚體，該結(jié)果有利于與DNA形成穩(wěn)定的結(jié)合。但ARNT并未參與芳烴受體的核轉(zhuǎn)運，其與名稱并不符合。4.1鹵代芳烴與芳烴受體 配體-芳烴受體ARNT復(fù)合物與CYPIAI基因上有的“二惡英反應(yīng)元件（DREs）結(jié)合，可激活附近的親電子，增強(qiáng)CYPIAI基因的轉(zhuǎn)錄。一般認(rèn)為，芳烴受體復(fù)合物與DRE的結(jié)合可以使DNA發(fā)生扭曲，消除核小體對啟動子的抑制作用，結(jié)果使基因轉(zhuǎn)錄增加。4.1鹵代芳烴與芳烴受體 過氧化物酶體（peroxisome）是一種單層膜的細(xì)胞器，比其他細(xì)胞器發(fā)現(xiàn)較晚，除哺乳動物紅細(xì)

22、胞外，一般存在于各種真核細(xì)胞中。 過氧化物酶體除含有線粒體中的脂肪酸-氧化系統(tǒng)外，還含有與氧化代謝有關(guān)的酶，如過氧化氫酶。過氧化物酶體的數(shù)量、大小及酶組成隨組織不同而異，其過氧化物酶可氧化長鏈脂肪酸。4.2過氧化物酶體增值劑及其激活受體 4.2.1過氧化物酶體增值劑 某些化學(xué)物質(zhì)暴露能引起動物機(jī)體細(xì)胞的過氧化物酶體數(shù)量增加，這些化學(xué)物稱為：過氧化物酶體增殖劑”（peroxisome proliferator，PP ）。PP除引起過氧化物酶體增殖外，可誘導(dǎo)嚙齒類過氧化物酶體中的酶發(fā)生改變，使其標(biāo)志酶（過氧化氫酶）升高，還可引起含氮化合物代謝的關(guān)鍵酶（尿酸氧化酶）活性升高20-30倍。4.2過氧化

23、物酶體增值劑及其激活受體 過氧化物酶體增值劑約有百余種，包括脂肪酸衍生物、鄰苯二甲酸酯、某些除草劑、藥物及其相關(guān)激素。過氧化物酶體增值劑的致癌活性與其促進(jìn)過氧化物酶體增值的作用明顯相關(guān)，其主要靶器官是肝臟。此外，過氧化物酶體增值劑對睪丸、甲狀腺、腎、腸、腎上腺、心臟和褐色脂肪組織也同樣有作用，引起形態(tài)結(jié)構(gòu)和生化功能的改變。4.2過氧化物酶體增值劑及其激活受體 4.2.2過氧化物酶體增值劑激活受體 結(jié)構(gòu)不同的PP能激活同一類受體，稱為過氧化物酶增值劑激活受體（peroxisome proliferator-activated receptor，PPAR），PPAR屬于核受體超家族，其結(jié)構(gòu)與該家庭

24、的其他受體（如類固醇激素受體）相同，類固醇被分泌出來以后，進(jìn)入血液與血漿中的運載蛋白結(jié)合并被輸送到靶細(xì)胞，與靶細(xì)胞內(nèi)的高親和力的激素受體特異性結(jié)合。結(jié)合了配體的受體就有了與DNA反應(yīng)的能力，這個過程稱之為激活。4.2過氧化物酶體增值劑及其激活受體 各種類型的類固醇受體都有一個共同的結(jié)構(gòu)-高度保守的中央鋅指蛋白區(qū)，使受體結(jié)合在特定的DNA序列上，從而激活靶基因的轉(zhuǎn)錄。在這個保守的DNA結(jié)合區(qū)，少數(shù)幾個氨基酸的微小變化決定著識別哪個DNA元件、最終那個靶基因被受體激活。由幾十個基因編碼的這類受體（包括孤兒受體），能與大量的小分子（如中間代謝產(chǎn)物、外源性活性物質(zhì)）相結(jié)合，調(diào)節(jié)某些靶基因的表達(dá)。4.2

25、過氧化物酶體增值劑及其激活受體 關(guān)于類固醇受體的亞細(xì)胞定位，目前有兩種觀點： 一是類固醇作用的兩部模式，即某些類固醇激素如糖皮質(zhì)激素進(jìn)入細(xì)胞后首先與胞漿中的特異受體結(jié)合并使其激活，在轉(zhuǎn)入核內(nèi)與DNA發(fā)生作用； 另一種觀點認(rèn)為，未與類固醇激素結(jié)合的受體全部存在于核內(nèi)，因而不存在受體由核內(nèi)的轉(zhuǎn)位作用。4.2過氧化物酶體增值劑及其激活受體 近年來，主要的類固醇激素受體的cDNA均已被克隆和測序，研究證明，它們在結(jié)構(gòu)上是相似的，這樣一類反式作用因子或轉(zhuǎn)錄調(diào)控蛋白家族叫做類固醇激素受體超家族。除了類固醇激素受體外，這個超家族還包括在結(jié)果上相似的甲狀腺激素受體、維生素D3受體、維甲酸受體及其他一些為發(fā)現(xiàn)配

26、體的孤兒受體。4.2過氧化物酶體增值劑及其激活受體 PPAR包括PPAR、PPAR和PPAR幾種異構(gòu)體，大量事實正是PPAR在不同物種具有同源性。不過，除了PPAR的共同特征以外，這些受體在主旨中的表達(dá)類型、對不同配體的反應(yīng)以及某些生理功能方面還存在明顯的差異。此外，PPAR在種間和種內(nèi)尋找存在著某些差異。4.2過氧化物酶體增值劑及其激活受體 PPAR調(diào)節(jié)脂肪細(xì)胞分化、脂代謝，并具有胰島素敏感性，在脂和脂蛋白代謝中起著重要作用。PPAR的各同源異構(gòu)件在功能上存在很大的差別。 例如，細(xì)胞培養(yǎng)和小鼠基因表達(dá)意志研究表明，PPAR與脂代謝相關(guān)。 PPAR在脂肪細(xì)胞分化中有一定的作用，PPAR能使培養(yǎng)

27、的成纖維細(xì)胞分化為脂肪細(xì)胞，而PPAR則沒有這種作用。4.2過氧化物酶體增值劑及其激活受體 內(nèi)源性配體和外源性配體與PPAR結(jié)合產(chǎn)生的效應(yīng)不完全相同。 如抗糖尿病藥物BRL49653與PPAR的結(jié)合對藥物生物活性有作用，其親和力很高，但它不是體內(nèi)的天然化合物，也不可能在脂肪細(xì)胞分化過程中取代PPAR-的內(nèi)源性激活劑。 此外，PPAR在過氧化物酶體增值和PP誘導(dǎo)的脂肪酸降解中起著關(guān)鍵作用。4.2過氧化物酶體增值劑及其激活受體 4.2.3 PP與PPAR結(jié)合具有以下特點：在細(xì)胞培養(yǎng)中，各種PP甚至結(jié)構(gòu)簡單的過氧化物酶體增殖劑，如三氯乙酸也能激活PPAR；外源性PP的輕微增加可能引起受體活性顯著增加

28、，期增加的幅度比內(nèi)源性激活劑的效應(yīng)大得多；PP與PPAR的相互作用呈線性關(guān)系，即使很低濃度的PP也能與PPAR發(fā)生作用，此即提示極低劑量的化合物也有其生物學(xué)效應(yīng)；PPAR與PP結(jié)合的特異性比其他類固醇受體與配體的特異性低得多。4.2過氧化物酶體增值劑及其激活受體 人工合成的羧基化合物并不產(chǎn)生全新的信號，但它們可以模擬已經(jīng)存在的生理調(diào)節(jié)信號。它們與內(nèi)源性PP不同，因為它們的可降解性比內(nèi)源性化合物差，因此推測，它們產(chǎn)生信號時間比內(nèi)源性PP要長得多；脂代謝的某些中間產(chǎn)物是過氧化物酶體增值劑，如生理條件下存在的脂肪酸也能激活PPAR。在細(xì)胞培養(yǎng)中，那些分解代謝較慢的脂肪酸衍生物，如-碳被硫原子取代的脂

29、肪酸衍生物更能激活PPAR，它們在體內(nèi)刺激過氧化物酶體增值劑的作用也比其他脂肪酸衍生物強(qiáng)；4.2過氧化物酶體增值劑及其激活受體 4.2.4過氧化物酶體增值劑的作用機(jī)制 至今已發(fā)現(xiàn)的約100余種PP，都能與PPAR結(jié)合。通過PPAR產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)，研究發(fā)現(xiàn)在缺乏PPAR的動物體內(nèi)，祛脂已酸（一種PP），不能誘導(dǎo)出正常小鼠對PP產(chǎn)生的效應(yīng)，包括肝大、過氧化物酶體增值或誘導(dǎo)編碼脂肪酸代謝酶類的PPAR靶基因表達(dá)。4.2過氧化物酶體增值劑及其激活受體 4.2.4.1 PP對脂代謝的調(diào)節(jié) PP與PPAR結(jié)婚并將其激活，被PP激活的PPAR同另一種核受體-類維生素AX受體結(jié)合形成異二聚體，此二聚體與靶基因

30、DNA上的PPAR反應(yīng)元件結(jié)合，從而調(diào)節(jié)該基因的表達(dá)，這種PPAR反應(yīng)元件首先在過氧化物酶體-氧化的關(guān)鍵酶乙酰CoA氧化酶基因中發(fā)現(xiàn)，后來在過氧化物酶體脂肪酸-氧化途徑中其他基因，以及編碼細(xì)胞色素P450s的基因中也發(fā)現(xiàn)了相似的反應(yīng)元件。4.2過氧化物酶體增值劑及其激活受體 4.2.4.2 PP對嚙齒類的致癌作用 PPAR是PP在細(xì)胞內(nèi)的作用靶點，也是PP致癌或肝臟增生的關(guān)鍵調(diào)節(jié)物。PP的致肝癌活性與它們激活PPAR、調(diào)節(jié)靶基因的能力相關(guān)。PP沒有明顯的致突變作用，是非遺傳毒性致癌物，且只作用于促癌期和進(jìn)展期。PP能通過PPAR改變基因表達(dá)而引起某些酶活性的改變，如雨脂肪酸-氧化、-羥化有關(guān)的

31、酶，從而產(chǎn)生引起細(xì)胞算上和細(xì)胞通訊信號分子的改變，最終引起細(xì)胞增殖和癌癥的發(fā)生。 4.2過氧化物酶體增值劑及其激活受體 4.2.4.3 PP與人類健康 目前還難以確定PP對嚙齒類的這些有害效應(yīng)是否也存在于人類，對人類危險度的評價應(yīng)該考慮： PPAR是否介入PP的有害效應(yīng)；人類PPAR與嚙齒類PPAR的同源程度如何；嚙齒類PPAR靶基因和人類PPAR靶基因之間是否具有同源性；外源性PP在人體內(nèi)是否能達(dá)到足以激活PPAR的水平。4.2過氧化物酶體增值劑及其激活受體 4.3.1 內(nèi)分泌干擾物概述 內(nèi)分泌干擾物（endocrine disruptors，EDCs）是指能模擬或拮抗體內(nèi)天然激素生理作用的

32、外源化學(xué)物。 許多環(huán)境化學(xué)物能迷你或干擾動物體的內(nèi)分泌機(jī)能，這些化學(xué)物對動物的雌激素、甲狀腺素、腎上腺素、去甲腎上腺素、睪酮等呈現(xiàn)顯著的干擾效應(yīng)，臨床表現(xiàn)以生殖障礙、出生缺陷、發(fā)育異常、代謝紊亂以及某些癌癥為特征。4.3雌激素干擾物與雌激素受體 4.3.1 內(nèi)分泌干擾物概述 根據(jù)這些內(nèi)分泌干擾物干擾內(nèi)分泌腺或技術(shù)的種類的不同，分為環(huán)境雌激素、環(huán)境抗雄激素、環(huán)境甲狀腺干擾物等。其大多數(shù)為脂溶性，半衰期長，可在體內(nèi)蓄積、濃度增大，從而增大了細(xì)胞的生物利用率，且動物和人類的環(huán)境EDCs暴露水平可高出體內(nèi)天然激素的成百上千倍。此外，多種環(huán)境雌激素間存在著協(xié)同效應(yīng)，有時可達(dá)到單獨作用時的1000倍以上。

33、這種協(xié)同作用可能有著深遠(yuǎn)的意義。4.3雌激素干擾物與雌激素受體 4.3.2 雌激素干擾物與雌激素受體的作用能模擬或拮抗體內(nèi)天然雌激素的外源化學(xué)物叫環(huán)境雌激素干擾物；雌激素干擾物可分為環(huán)境雌激素拮抗物和環(huán)境雌激素兩類。4.3雌激素干擾物與雌激素受體 環(huán)境雌激素有些化學(xué)物具有雌激素活性或抗雄激素效應(yīng)，稱為”環(huán)境雌激素“。包括：合成藥物，如二乙基乙烯雌酚；植物雌激素，如異黃酮；某些霉菌毒素，如玉米赤霉烯酮；環(huán)境化學(xué)物污染物，如多氯聯(lián)苯、烷基酚、二苯烷烴、有機(jī)氯殺蟲劑和除草劑以及某些金屬（鉛、鎳）等。4.3雌激素干擾物與雌激素受體 環(huán)境雌激素拮抗物 環(huán)境雌激素拮抗物通過干擾雌激素受體的功能及雌二醇（E

34、2）合成等而阻礙雌激素的作用，起作用機(jī)制是多種多樣的。4.3雌激素干擾物與雌激素受體 第一類，對雌激素受體具有很強(qiáng)的親和力，能與E2競爭雌激素受體，但不能使該受體激活，從而阻礙E2通過雌激素受體對靶基因的調(diào)節(jié)作用，如ICI164384（農(nóng)藥）和它莫西芬（抗雌激素藥物）能取代天然配體E2，競爭性地與雌激素受體結(jié)合，并使E2-受體復(fù)合物誘導(dǎo)基因表達(dá)的作用降低。4.3雌激素干擾物與雌激素受體 第二類，可影響雌激素受體的數(shù)量或配體受體復(fù)合物與靶基因的結(jié)合，如TCDD和PCBs能引起雌激素受體的下調(diào)，削弱靶細(xì)胞對E2D的反應(yīng)性，而且通過干擾E2-雌激素受體同DNA的結(jié)合來干擾E2對基因表達(dá)的調(diào)節(jié)。4.3

35、雌激素干擾物與雌激素受體 第三類，影響E2合成，如氨基導(dǎo)眠能（一種芳香酶抑制劑）是用于治療轉(zhuǎn)移性雌激素依賴乳腺癌的藥物，能阻止睪酮向E2的轉(zhuǎn)變。4.3雌激素干擾物與雌激素受體 雌激素受體屬于類固醇受體超家族，其功能是作為被配體激活的轉(zhuǎn)錄因子介導(dǎo)雌激素效應(yīng)，調(diào)節(jié)生長和細(xì)胞組織分化等。環(huán)境雌激素（配體）必須進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，與雌激素受體結(jié)合形成配體-受體復(fù)合物，以二聚體的形式結(jié)合到DNA的雌激素反應(yīng)元件上。在雌激素受體發(fā)揮其調(diào)節(jié)靶基因轉(zhuǎn)錄活性的過程中，雌激素受體的關(guān)鍵氨基酸絲氨酸殘基以及一或多個絡(luò)氨酸殘基的磷酸化起著重要的作用。4.3雌激素干擾物與雌激素受體 除了雌激素受體的配體激活途徑外，還有通過蛋白激酶激活的非配體途徑。 如：用生長因子（上皮生長因子、類胰島素生長因子-1等）處理細(xì)胞，使雌激素受體發(fā)生磷酸化，磷酸化受體進(jìn)入核內(nèi)并結(jié)