成都华西华科研究所研发生产定量CT QCT骨密度体模软件分析系统降钙素基因肽与QCT骨密度体模软件检测方法

降钙素基因相关肽（CGRP)是由Amara和Rosenfeld (1982)等应用DNA基因单组技术发现的一种生物活性 多肽，主要由降钙素受体样受体(CRLR)基因在神经组织 表达的产物，也可由甲状腺细胞分泌^[13]。CGRP在中枢 和网围神经系统分布广泛，存非常广泛的生物学作用，是 一种很强的舒张血管活性神经肽，对全身血管有不同程 度的扩张作用，除对心脑血管有重要的调节作用外，对消 化系统的功能也有重要的调节作用。

1.      CGRP的结构CGRP分为两型，丨型（《)和II型 (0)，人的CGRP两型之间第3,22,25位不同，两型均含 有_a和p两种基因.分別表达两种异构体，具有相似的生 物活性。CGRP与CT在结构，分子大小，C末端氣基酸 残基和N末期二硫健都相似。CGRP的C末端为苯丙软 酸残基，N末端的第2位与第七位之间由二硫健相连。

2.      CGRP的合成与分泌的调节CGRP主要由感觉 神经元胞体合成，然后以快速轴浆形式运输到神经末梢。 CGRP的释放是由于神经末梢受到刺激，积聚在神经末 梢囊泡的CGRP排除细胞外。钙离子内流是神经末梢电 位引起神经介质释放的重要环节。钙离子与细胞浆内的 钙调节蛋白结合，作用在细胞内受体，从而引起钙池的钙 离子释放，神经末梢内钙离子积聚激发CGRP的释放。 CT/CGRP的基因转录主要由激活位点上约丨kb的细胞 特异增强子所调控。调节因子包括E盒元件，八聚体结 合转录因子等。基因转录受维生索D、糖皮质激素、钙离 子、神经生长因子、视黄醛、cAMP等因索的调控。

增加CGRP释放的因素：炎性介质如缓激肽、前列腺 素、组织胺、五羟色胺、血小板活化因子等；内皮素、尼古 丁、缺血.缺氧等均可以增加CGRP的释放。

减少CGRP释放的因素：贤上腺素、神经肽、阿片肽、 乙酰胆碱等可以通过突触前抑制减少CGRP的释放。

3.      CGRP受体（CGRPR)和信号转导途径CGRP受 体在人体器官和组织中分布广泛。在中枢神经系统，大

脑皮质、小脑、丘脑、海马、脊髄等均有分布；此外，在心血 管、消化、骨骼肌和免疫系统等也均有广泛分布。CGRP 受体分为2个亚沏即CGRP高亲和力受体（与CGRP8〜 37有高亲和力）称为CGRPR1和CGRP低亲和力受体 [与CGRP(8~37)有低亲和力]称为CGRPR2。CGRP受 体后信号转导途径，多认为CGRP受体与细胞膜上的G 蛋白偶联，激活腺苷环化醃，使细胞内的cAMP水平升 高，然后通过PKA途径产生生理效应。

4. CGRP的生理作用

(1)    心脑血管的作用 CGRP是一种作用很强的血 管舒张的活性肽，对全身的血管均有不同程度的扩张作 用，对心脑血管尤为显著，即使是在动脉粥样硬化时， CGRP对其仍然有扩张作用。CGRP的血管扩张作用是 通过拮抗内皮索-1的血管收缩作用而实现的，但是 CGRP的血管扩张作用并不完全依赖血管内皮的完整 性，去除内皮细胞之后，CGRP仍然对血管有扩张作用。

(2)    CGRP对#代谢的作用骨组织中含有丰富的 神经纤维，神经递质可以影响骨细胞的活力。CGRP免 疫反应性神经纤维广泛分布于骨组织中，如骨膜和#髓 等。在感觉神经离含CGRP,分布于骨干骺袖和骨膜，特 别是小梁骨的骺端。骨膜来源的成骨细胞存在CGRP受 体，表明此神经肽参与了骨细胞代谢的调节。

1)      CGRP对成骨细胞的作用 CGRP可影响成骨细 胞的钙离子浓度和细胞腴的极化促进成骨细胞 IGF- 1的表达，抑制TNF - a的表达，通过增强 IGF-1的自分泌作用间接的谰节成骨细胞的活性，促进 成骨作用^¹。实验证实，CGRP可抑制由脂多糖和IL- 1诱导的胎鼠成骨细胞产生TNF-_a^:16]。但是在长期的 骨髄培养中，CGRP却诱导IL-6和TNF-a的生成，并 且以剂量依赖的方式促进c-fos和丨L-6的产生^h71。

2)      CGRP对破骨细胞的作用 CGRP抑制破骨样细 胞的分化，同时还抑制破骨细胞的形成，因此CGRP对于 破骨细胞的作用是抑制其骨吸收作用^[~。CGRP还可以 作用于破骨前身细胞，抑制破骨细胞的发育。Ow_an等发 现，CGRP是通过诱导破骨细胞的Q作用而抑制骨吸收 的^[~，是通过cAMP介导的。CGRP的抑制破骨细胞作 用SJ被[CGRP<8〜37>]所阻断^[2°^:。

(3)    CGRP的其他作用

1)      实验动物研究表明，CGRP有CT样降低血钙的 作用，而且呈剂最依賴性，此作用可能是由于CGRP抑制 破骨细胞的后续作用。但是也有研究表明，CGRP-丨呈 浓度依糗性的使小鸡血钙浓度升高，在开始15min时血 钙降低，30min后血钙开始升商，但是CGRP对人血钙无 明显影响。CGRP促进生长激索分泌，增加肾素的分泌， 是胰岛素非竞争性的拮抗剂，是一种很强的血管扩张物 质，此外,CGRP可减少宵酸分泌，抑制食欲。

2)      在严重的梗阻性睡眠呼吸暂停中，血浆中的NO和 CGRP是受抑制的，在UPPP之后CGRP可以迅速增加并 恢复至正常水平。但是应用免疫组织化学的方法证实，在 局部的咽部组织的鱗状上皮，一氧化氮合酶（NOS)表达增

加，NO的含最是增加，而CGRP含量却显著减少，提示 CGRP和NO与梗阻性睡眠呼吸暂停有一定关系^[21]。

3)      有研究表明，偏头痛与CGRP血浆浓度有密切的 正相关关系，应用sumatriptan治疗的偏头痛患者，头痛 缓解者，血浆CGRP水平下降，头痛不缓解者，血浆 CGRP水平则无明显下降。提示triptan类的作用是减少 CGRP的释放，也提示CGRP与偏头痛有密切的关系^[22]。 非肽类的CGKP拮抗剂使人们对CGRP受体药理学有了 长足的进展。这些CGRP拮抗剂对于人类CGRP受体有 很强的亲和力，其强度约为其他种类如大鼷，兔等动物的 100倍左右。辣椒家（oipsaidn)被用来减少CGRP的释 放并能诱发血管扩张。选择性CGRP拮抗剂化合物3 (selective CGRP antagonist Comcound 3)，以 30 m/ig/kg 的 浓度就可以完全抑制CGRP的作用^|25]。

4)      CGRP具有保护心脏使其免于缺血性损伤，通过 激活心肌蛋白激酶C epsilon,导致远程心脏与处理的转 W (transduction of remote preconditioning to the heart, RPC)。RPC能够S著增加CGRP血浆水平，减少心肌梗 塞的面积，激活心肌PKCepsibn水平。给与特异性 CGRP受体拮抗剂，CGRP( 8〜37), PKCepsilon活化显著 减少,CGRP减少梗塞面积的作用就会被消除^12<]。

(三）胰淀素

胰淀素（Amylin )，又称为胰淀粉样多肽（isleumyloid po丨ypeptide, IAPP),是胰岛（细胞分泌的一种多肽类激 素，由37个氮基酸残基组成，第二位和第七位之间有二 疏键相连。胰淀素与降钙素和CGRP相似，先合成含有 89个氨基酸的前胰淀素原（preproamy丨in),然后形成含有 67个氨基酸的胰淀素原（preamylin)，最后形成37个氨基 酸的胰淀索。胰淀岽是由12号染色体短臂上的 CALA- IV基因编码，CALA- IV基因外显子1,2和3拼 接形成胰淀索mRNA。胰淀索氨基酸序列分析表明，胰 淀素与CGRP和人降钙素分别有46%和15%的同源性， 与鲑鱼降钙索有28%的同源性。通过cDNA的杂交技术 证实，胰淀素主要是由胰岛细胞所产生的，呈脉冲式分 泌，脉冲间隔为5min,空腹血循环浓度为5pmol/L，餐后 可以升高到10〜20_PrtK>l/L。除去胰岛细胞外，人成骨样 细胞也可分泌胰淀素_e

1.胰淀素的生理作用

(1)胰淀索对骨细胞和骨代谢的作用胰淀索可抑 制卵巢切除(OVX)大鼠小梁#的骨丢失，其作用是抑制 骨吸收，增加骨生成，使骨量增加。

1)抑制破骨细胞的伢吸收同CGRP—样，胰淀素 也是通过有破骨细胞的Q作用抑制破骨细胞的骨吸收。 Amylin可通过破骨细胞上的降钙索受体刺激_CAMP的 生成，从而阻止破骨细胞前体细胞的成熟。抗破骨吸收 的能力低于人降钙素，但是高于CGRP。有研究表明，胰 淀素和CGRP可抑制l,25(OH)₂D₃诱导的破骨细胞的生 成^[25]。胰淀索不仅抑制破骨细胞的成熟，而且还抑制破 骨细胞的运动。胰淀素抑制链脲佐霉素所至糖尿病大鼠 的骨吸收，还可以减少PTH诱导的骨吸收。

2)      促进成骨细胞和软骨细胞增殖胰淀索可剌激 人及大鼠成骨细胞的增殖，可与成骨细胞的CGRP受体 结合，诱导成#细胞的产生。胰淀素还可以刺激成骨前 身细胞和成骨细胞生成cAMP，其诱导cAMP产生的作 用小于CGKP，但是大于降钙素。胰淀索可使骨钙素 (bone Gla protein, BGP)生成增加，对于切除卵巢大鼠，

胰淀素可使血BGP增加。在维生素D存在时，胰淀素可 使人成骨细胞和成BGP增加，但是对碱磷酶没有明显彩 响丨^w】。

3)      其他胰淀素可使人和鼠的血钙浓度下降，其降 低血钙的作用仅次于CT,但显著高于CGRP(约为CGRP 作用的100倍。有实验表明，胰淀索（1〜8)可使小鼠骨 量增加36%,胫骨皮质厚度增加8%^[273。完整的胰淀素 可以减少卵巢切除大鼠床羟脯氨酸的排出量，减少骨重 的丟失。

(2)    胰淀素对糖代谢的作用胰淀素在p细胞凋亡 中的作用胰淀素低聚体具有胞浆莓性，能诱祥胰岛P 细胞凋亡。有研究认为,2型糖尿病患者胰岛p细胞减少 主要是由与胰岛细胞内外大童淀粉样蛋白沉积，胰淀素 低聚体在胰岛p细胞膜能形成非选择性离子通道，以其 脂膜双层发生渗瀚，诱导细胞斶亡^[28]。在过度表达人胰 淀索（HA)的转基因小鼠的胰岛p细胞，高浓度的人胰岛 淀粉样多肽聚集病症河道细胞膜中，使细胞内钙离子浓 度增加，引起线粒体膜去极化，激活凋亡蛋白酶（Caspas- es)，改变线粒体膜的通透性，释放出细胞色素C，凋亡蛋 白诱导因子，从而启动胰岛p细胞凋亡程序。活化的 caspase呈级联放大效应，裂解破坏细胞的必霈结构成分，

引起DNA断裂，染色质浓缩，胰岛|3细胞凋亡^[29]。

(3)    胰淀素的其他作用胰淀素作为一种神经内分 泌激索，可以促进餐后胰髙血糖素的分泌，减慢肖排空的 速度，延迟餐后血糖水平的升高。其类似物普兰林肽 (pram丨imide),是一种可溶解的活性肽，可以改着血糖的 控制；此外，狭淀素在活性氧族（reactive oxygen species，

ROS)作用下，迅速聚和成为胰淀素低聚体形式，胰淀素 只有积聚25〜600个分子才对p细胞有毐性作用。

2.胰淀素与糖屎病胰淀索是胰岛p细胞分泌的激 素，具有调节血糖的重要作用。胰淀索和胰岛素一起被 合成，包裹和分泌，就像双胞胎一样。因此，在胰岛素分         [6]

泌增加时，胰淀素分泌也增加，反之亦然。在代谢综合征 的代偿性高胰岛素血症期和糖尿病前期，胰岛素和胰淀 索水平都是增加的，而在1型糖尿病，胰岛索和胰淀索是 平行下降的。在2型糖尿病患者发现胰岛有玻璃样变 性，后来证明这种玻璃样变性是由于淀粉样物质沉积在 胰岛所至。上世纪末，人们发现这种多聚体形式的淀粉 样物质是由37个気基酸绀成的多肽，Cooper将其命名为 胰淀素（Amylin)，而Westermark将其称之为胰岛淀粉样 多肽（IAPP)。胰岛的淀粉样沉积称之为ADIA(Amylin -derived islet amyloid〉。有学者认为，肤岛的淀粉样变性 是胰岛P细胞减少的主要原因，但是在糖尿病领域中有 不少学者并不认为胰岛的淀粉样变性是2型糖尿病发生的原因。有一点是毫无疑问的，即2型糖尿病的自然病 程与胰岛淀粉样变性是密切相关的。

胰淀素在磺脲类药物继发性失效中的作用接受磺 脉类药物治疗的糖尿病患者，继发性失效率每年为 5%〜10%。朱铁虹等研究的结果表明，磺脲类药物继发 性失效与胰岛P细胞的淀粉样沉积有关¹其机制可 能是持续的高血糖引起胰淀素过度分泌，局部浓度增高 的胰淀索抑制磺脲类药物剌激的胰岛（细胞钙离子内流， 致使胰岛素释放系统不能发挥作用；另一方面，过多堆积 的胰岛淀粉样蛋白包裹破坏了胰岛P细胞，影响了 P细 胞膜上受体与磺脒类药物治疗的结合，最终使胰岛索不 能分泌，导致磺脲类药物继发性失效。胰淀素不能改变 糖尿病所致的骨馕减少可能与此有关。成都华西华科研究所研发生产QCT定量CT骨密度体模软件分析系统  
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