盐皮质激素受体与内耳

　　作者：李琦　黄德亮      作者单位：解放军总医院耳鼻咽喉-头颈外科(北京　100853)

　　【关键词】 盐皮质，耳科

　　生理条件下盐皮质激素(醛固酮)主要通过盐皮质激素受体(mineralocorticoid receptor, MR)发挥作用。MR属于类固醇/甲状腺/维生素A配体依赖的转录因子受体超家族(steroid/thyroid/retinoid receptor superfamily of ligand-dependent transcription factors)的一员。体内除了肾脏、结肠、唾液腺这些经典的靶组织以外还存在多处 MR 作用的靶组织。本文拟综述MR 的结构特点、作用方式及其与内耳组织的关系。

　　1　MR的结构特点

　　MR作为配体结合受体，具有配体结合的特异性，这种特异性是由其结构特点所决定的。目前认为，MR不仅与盐皮质激素具有结合能力，并且与糖皮质激素也有结合力。事实上，其与糖皮质激素的结合能力甚至强于盐皮质激素[1]。形成这种特性的原因被认为是由于糖皮质激素受体(glucocorticoid receptor, GR)及盐皮质激素受体的基因来自于演变为醛固酮前的共同祖先。MR的配体结合域(ligand-binding domains,LBDs)位于其羧基端。尽管目前MR的配体结合域结构仍未明了，但由于其与GR、雌激素受体(estrogen receptor, ER) 、孕酮受体(progesterone receptor, PR)等同属配体依赖的转录因子超家族，而后者的晶体结构目前已知，因此，可以根据后者的结构特点推测出MR配体结合域的大致结构：GR、ER、PR等的配体结合域的晶体结构中具有相同的高度保守的三级结构-由11个α螺旋组成的主链形成三层结构，配体结合袋位于其中间。根据这种结构特点，Fagart[2]等提出了MR配体结构域的模型：由71个氨基酸组成2个α螺旋(被称为H5、H7)构成配体结合域的一部分，另外的25个氨基酸(被称为H6)构成另一部分。

　　类固醇激素受体一般具有四个主要的功能域，其功能相互独立且可互相影响。Rogerson[3]等发现MR与其他同类激素受体相似的特性，即氨基末端与配体结合域的相互作用。并且这种作用表现为对醛固酮的依赖性，而在GR上却未发现这种特性。

　　2　MR的作用方式

　　目前已知醛固酮的主要作用方式有基因组和非基因组两种。基因组作用方式是指醛固酮通过其受体，进而调控下游的作用元件，达到功能的发挥，而非基因组方式则指在醛固酮发挥作用的过程中，未涉及其受体，而是由激素直接通过某种或某些作用元件而完成其功能。因此MR在醛固酮的基因组作用方式中具有重要地位。MR在醛固酮诱导的基因合成、上皮离子转运中发挥关键性作用。

　　已知醛固酮的基因组作用是通过其作用于MR后诱导的一系列基因及蛋白质而完成的，这些基因及蛋白质被称为醛固酮诱导的基因及蛋白质(aldosterone-induced genes and proteins , AIPs)。通过各种有效的实验方法，多个研究小组已明确若干AIPs成员(见表1)。在已知的几种蛋白中，以上皮钠离子通道(Epithelial sodium channel, ENaC)最为重要。Lingueglia[4]等于1994年首次报道在低钠饮食所引起的高内源性醛固酮的大鼠模型中，运用RT-PCR发现动物结肠的RCNaCh1 mRNA水平不变，而RCNaCh2 mRNA水平上调。随后Fuller[5]等证实在远端结肠中β及γ亚单位出现上调，其出现的时间约在3小时以内，符合初级转录反应的特点，表明ENaC受醛固酮调控。通道诱导因子(Channel-inducing factor, CHIF)则首先由Attali[6]等通过差示杂交(differential hybridisation approach)方法确定。CHIF是包含Na-K ATPase γ亚单位的一类小分子跨膜蛋白，最初的研究表明其参与钾离子的转运[6]，目前的研究表明其还可能增强Na-K ATPase 对钠离子的亲和力[7]。血清及糖皮质激素调控激酶(Serum and glucocorticoid-regulated kinase, sgk)由Webster[8]等于1993年在大鼠乳腺肿瘤细胞株中首次发现，其后于1999年由Chen[9]等运用抑制消减杂交法(suppression-subtractive hybridisation)鉴定出其基因表达受醛固酮调控。Sgk属于丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶(serine-threonine kinase)，在体内多种功能组织中存在表达，参与调节多种生理过程。敲除sgk基因的转基因小鼠在给予限盐饮食时出现轻度的醛固酮敏感性下降[10]。Sgk功能的激活需要磷脂酰肌醇-3激酶(phosphatidylinositol 3-kinase)介导的磷酸化过程，表明其可能与胰岛素受体一样参与整合细胞核受体与膜联合酪氨酸激酶受体的信号转导过程[11]。传统的观点认为醛固酮通过调节钠-钾ATP酶(Na-K ATPase)而改变细胞内外离子浓度，但近年来有报道指出钠-钾ATP酶并非醛固酮诱导作用的目标基因。在醛固酮作用的早期，钠-钾ATP酶活性并未发生改变，而后期其活性的改变，可能是对钠离子通道蛋白作用后引起离子浓度改变的被动调节[12]。

　　3　MR与内耳组织的关系

　　Furuta[13]等于1994年报道以RT-PCR方法首次在大鼠耳蜗中克隆出MR基因。随之通过原位杂交发现MR mRNA在血管纹的边缘细胞及螺旋神经节细胞中存在表达。1996年Yao[14]等报道大鼠耳蜗组织中MR的表达情况，用免疫组织化学方法，发现MR在内、外毛细胞，血管纹，螺旋韧带，螺旋神经节细胞中存在强表达;在螺旋骨板缘，蜗神经中存在中度表达。在明确MR在内耳中的表达情况后，研究的重点转向对其表达调控及功能方面。Erichsen[15]等对C57Bl/J6小鼠受孕后19日至出生后30日耳蜗MR的表达情况进行研究。通过免疫组化发现，MR在受孕后19日出现表达，以后其表达量无明显改变。而对正常小鼠耳蜗中钠-钾ATP酶的表达情况加以研究，发现钠-钾ATP酶在出生后4天表达量出现增加;并且在野生型与MR缺失型小鼠中，钠-钾ATP酶的表达情况没有统计学意义上的差别。因此，认为盐皮质激素并非单一的通过MR来调节钠-钾ATP酶的生成。近年来，对内耳MR功能的研究主要集中于自身免疫性感音神经性聋的动物模型中。究其原因，可能与激素(尤其是糖皮质激素)是传统的自身免疫性听力损失的主要治疗手段。因此，探讨其作用方式有实际的临床意义。如本文前面所述，MR与GR结构相似，因此，糖皮质激素也可通过MR发挥作用。Gross[16]等研究了MR拮抗剂螺内酯(spironolactone)对MRL/MpJ-Faslpr自身免疫性小鼠听力恢复的抑制作用。在螺内酯组及螺内酯+去氢氢化可的松组中，实验动物听力出现进行性下降;而在螺内酯+醛固酮组中，动物听力则得到有效保护。对于这种现象，作者认为，糖皮质激素实际上通过盐皮质激素受体调控内耳离子水平发挥作用，在螺内酯作用下，MR的功能被抑制，导致糖皮质激素对听力的保护作用丧失，而由于醛固酮比螺内酯有更强的结合MR的能力，所以，在醛固酮组中，听力得以有效保护。

　　内耳对声音信号的处理有赖于内淋巴液中离子浓度的平衡，MR作为盐皮质激素调节体液钠、钾离子浓度的关键因素，其在内耳中功能的研究目前正日益受到重视。同时，由于盐皮质激素较之糖皮质激素的副作用更少，因此，明确其实际的作用能力将有助于为内耳疾病找到更加有效的药物作用靶点。

　　【参考文献】

　　1 Baker M E. Adrenal and sex steroid receptor evolution: environmental implications. J Mol Endocrinol, 2001, 26(2): 119-125.

　　2 Fagart J, Wurtz J M, Souque A, et al. Antagonism in the human mineralocorticoid receptor. EMBO J, 1998, 17(12): 3317-3325.

　　3 Rogerson F M, Fuller P J. Interdomain interactions in the mineralocorticoid receptor. Mol Cell Endocrinol, 2003, 200(1-2): 45-55.

　　4 Lingueglia E, Renard S, Waldmann R, et al. Different homologous subunits of the amiloride-sensitive Na+ channel are differently regulated by aldosterone. J Biol Chem, 1994, 269(19):13736-13739.

　　5 Fuller P J, Brennan F E, Burgess JS. Acute differential regulation by corticosteroids of epithelial sodium channel subunit and Nedd4 mRNA levels in the distal colon. Pflügers Arch Eur J Physiol, 2000, 441(1): 94-101.

　　6 Attali B, Latter H, Rachamim N, et al. A corticosteroid-induced gene expressing an“IsK-like” K+ channel activity in Xenopus oocytes. Proc Natl Acad Sci USA, 1995, 92(13): 6092-6096.

　　7 Beguin P, Crambert G, Guennoun S, et al. CHIF, a member of the FXYD protein family, is a regulator of Na, K-ATPase distinct from the gamma-subunit. EMBO J, 2001, 20(15): 3993-4002.

　　8 Webster M K, Goya L, Ge Y, et al. Characterization of sgk, a novel member of the serine/threonine protein kinase gene family which is transcriptionally induced by glucocorticoids and serum. Mol Cell Biol, 1993, 13(4): 2031-2040.

　　9 Chen S Y, Bhargava A, Mastroberardino L, et al. Epithelial sodium channel regulated by aldosterone-induced protein sgk. Proc Natl Acad Sci USA, 1999, 96(5): 2514-2519.

　　10 Wulff P, Vallon V, Huang DY, et al. Impaired renal Na+ retention in the sgk1-knockout mouse. J Clin Invest, 2002, 110(9):1263-1268.

　　11 Wang J, Barbry P, Maiyar A C, et al. SGK integrates insulin and mineralocorticoid regulation of epithelial sodium transport. Am J Physiol, 2001, 280(2): F303-313.

　　12 Brennan F E, Fuller P J. Acute regulation by corticosteroids of channel-inducing factor gene messenger ribonucleic acid in the distal colon. Endocrinology, 1999, 140(3): 1213-1218.