抑制素研究进展 促发情、排卵 多胎 提繁殖力

王兴

抑制素研究进展

[2004-07-23] ·作者：余琼

           重庆市沙坪坝区农业水利局畜牧兽医站   余琼

    摘要：IB（Iinhibin，抑制素）主要由雌性动物卵巢颗粒细胞和雄性动物睾丸的Sertoli细胞分泌。研究结果表明，抑制素具有内分泌和旁分泌物的作用：既可通过复杂的反馈机理，调节体液FSH水平，又可通过局部作用，对卵巢内卵泡发育发挥调节作用。因此，近年来学者们做了大量关于抑制素的研究。本文主要论述了抑制素的应用情况。

    关键词：抑制素；免疫；α-亚单位

    1抑制素的结构

    抑制素含有α-和β-两个亚单位。迄今的研究结果表明，不同种属动物卵泡液抑制素的氨基酸序列差异很小，缺乏种属特异性。它们的分子量均为32kD，α、β亚单位的分子量分别为18KD和14KD，而且两个亚单位N端10个氨基酸序列也已弄清。α亚单位N端的氨基酸残基依次是：Ser－Thr—Ala一Pro－Leu－Pro－Trp－Pro－Trp－Ser，βA肽链N端的氨基酸残基依次为：Gly－Leu－Glu－Xaa－Gly－Arg－Thr－Asp－Leu，βB肽链 N端的氨基酸残基为： Gly－Leu－Glu－Xaa－Asp－Gly－Lys－Val－Asn－Ile。猪IB有AB两型，牛和绵羊只发现A 型IB。人、猪、牛、鼠的IB结构类似，它们的α亚基80%以上具有同源性。但是，不同亚单位的组合对其生物活性具有重大影响。当α-和β-亚单位通过二硫键连结后显示抑制素的生物活性，主要表现为选择性地抑制垂体FSH的生成和分泌；而两个β-亚单位组成的二聚体则是抑制素的颉颃剂(antagonist)，称为活化素(activin)，表明为对FSH分泌有促进作用(Ying，1988)。

    2抑制素的生物学特性

    抑制素的耐热性能差，在有机溶剂中加热到65℃以上，或在培养基中 80℃下加热30分钟，活性即被破坏。在pH1.9－4.0和pH7.0－10.0范围内抑制素较为稳定，可以进行过滤、冰冻和干燥，分子量在31KDa－32KDa和55KDa－65KDa者较为容易提纯［1］。Findlay等人（1987）发现，抑制素在切除卵巢绵羊的外周血中半衰期为45－50分钟。正常绵羊注射羊卵泡液后，一部分成分半衰期为18－24分钟，另一部分成分为50－60分钟。这可能是由于二聚体不具有糖基化位置，与抑制素相比更容易在血中被清除，因此出现两个半衰期。

    3抑制素和抑制素抗体作用机理

    对于抑制素调节FSH分泌的途径，现在看法还不一致［2］。有人认为主要是抑制素直接作用于垂体，通过调节腺苷酸环化酶的活性影响FSH合成。但是，还未发现垂体或下丘脑存在抑制素的特异性受体。另有试验报道认为，抑制素的作用受性腺细胞上特异性受体的调节(Sugino等，1988)：抑制素的自由α-亚单位能与性腺上FSH受体结合，起到FSH受体颉颃剂的作用，而抑制FSH的分泌。还有人报道IB是直接作用于下丘脑抑制GnRH的合成的。桑润滋等认为免疫接种IB抗体可以提高血清中FSH水平，一方面是由于所产生的抗体中和了血清中的IB，减弱了其对垂体的负反馈作用，增加了FSH的分泌；另一方面是IB抗体免疫直接阻上了排卵前FSH的降解，相对提高了FSH水平。

    4抑制素制剂的来源

    目前用于主动免疫的抑制素来源主要有三种：一种是用同源的或异源的卵泡液粗提物或部分提取组分作免疫原。但实验结果表明，只有用异源卵泡液提取物才能产生较强的免疫反应和免疫效果。免疫效果会因提取程度不同而有差别。

第二种为化学合成的抑制素片断。现已知抑制素的化学结构，抑制素的生物活性中心在α-亚单位上，并发现α-亚单位必须与一定载体蛋白(如血清白蛋白)偶联才具有抗原性，单一的α-亚单位片断免疫不能产生抗体滴度。目前常用的合成抑制素α多肽片段有α1-32、α1-26、α7-26、α13-26、α8-22等［3］。

第三种抑制素为生物技术合成物。近年来，利用cDNA技术，已得到了抑制素融合蛋白(Forage等，1987)。这种蛋白质具有完全抗原性，可直接用于免疫动物，并已有试验结果报道。

    5抑制素的主要测定方法

    抑制素的研究方法主要有：生物测定法、免疫学分析方法和分子杂交技术。但是至今还缺乏特异而有效的IB测定方法，也没有一个统一的测定系统或定量标准单位。这是制约IB研究进展的重要因素。雌性动物的抑制素主要由卵巢颗粒细胞分泌，许多研究表明，携带FecB基因的羊的卵泡颗粒细胞明显少。卵泡中IB浓度与卵泡大小、颗粒细胞数目、芳香化酶活性以及雌二醇水平直接相关。因此，能否通过测定卵泡中的其他指标（如颗粒细胞的多少）来间接反映抑制素的水平。

    6研究应用

    6.1抑制素处理后激素的变化

    Knight报道，长期用抑制素免疫母羊，血浆 FSH水平仅在早期高于对照组，但抑制素抗体滴度可在较长时期内维持高水平。试验证明（Ｏ’Shea等人，1989），用不同类型的抑制素免疫原免疫动物，均可引起血 FSH水平增加，这与国内刘玉清［5］、周虚［6］吴忠良［7］等人报道相同。使用抑制素对黄体化激素 LH没有直接作用，被免疫动物循环LH水平无明显变（Knight ，1991）。但也有体外试验表明（Huang等人，1984），猪抑制素制备物可加强绵羊垂体细胞GnRH诱导的LH释放，周虚等人［6］的试验表明：血清LH在注射IB—AS后没有出现峰值，并低于对照组，这可能是由于抑制素免疫阻止了E2对LH分泌的正反馈作用。周虚等人［6］报道血清E2水平从注射IB—AS 24h后有所上升，96一l20h显著升高。Campbell（1995）认为E2水平的上升可能是由于FSH水平上升后激发卵巢上卵泡发育的结果。

    6.2抑制素对被免疫FSH水平的影响具有时间性

    Fray发现，被抑制素免疫的绵羊即使不再加强免疫，血浆抑制素抗体滴度和产羔连续三年均有提高。Ｏ’Shea等人（1994）用三种不同长度的氨基酸序列α1-32α1-26α7-26，在第二次加强免疫后，排卵数增加仍可维持13个月左右。Alobaidi等（1987）的试验表明，排卵率提高可维持1年。

   6.3抗体滴度的变化

   王杏龙等人［8］用重组绵羊抑制索α亚单位对波尔山羊进行超排显示，不同个体抑制素抗体最大滴度变化范围为1.3％一28.2％(血浆样品1：1000稀释)，但刘桂琼等人［9］用猪卵泡液主动免疫山羊得出：首次免疫后抑制素抗体滴度较低，加强免疫后滴度增加，但个体差异很大（1：32—1：128），这与刘桂琼［9］吴忠良［7］、刘玉清［5］报道相同。杨利国等人［10］也报道：抑制素免疫的母牛血清中抗抑制素抗体滴度变动于l／100一l/3200。卵巢上有2个黄体的母牛，血中抗抑制素抗体平均水平为l／(2800±253)，显著高于卵巢上只有一个黄体（1／(136l±231)） (P＜0.01)或没有黄体的母牛1／(500±188)（（P<0.01）。抗体滴度存在大的差异可能与个体免疫差异有关，这也影响到了抑制素使用效果的稳定性。

    6.4对发情、排卵率的影响

    王杏龙等人［11］比较了抑制素和促性腺激素在非发情季节的同期发情效果（100%，48%）和超排效果（9.1，6.4），桑润滋等人［16］（2000）用抑制素和促性腺激素对牛进行超排处理，头均可用胚胎分别为5.6、3.2枚。但是也有研究显示，抑制素免疫后不改变性周期长度、发情征状或季节性发情特性。在部分同期发情和超速排卵试验中，使用抑制素的效果优于促性腺激素，但同使用PMSG一样，抑制素的免疫效果不稳定，免疫效果要受免疫原性、免疫剂量、加强免疫以及动物种类和个体差异等多种因素的影响。因此，要有效控制排卵数量（即既不过多也不过少）也需要进一步的研究。

    抑制素可用于诱导母畜生产双胎或多胎，提高畜群繁殖力。王杏龙等人［8］用重组绵羊抑制索α亚单位对40只经产波尔山羊处理，34只羊怀孕，29只分娩，平均产羔2.2（1—4）头。牛树理等人［12］在非发情季节用猪精液抑制素主动免疫黄牛，同期发情率为76%，排2个以上的卵为32%。杨利国等人［10］用猪精液抑制素对经产母牛处理，使26.3%的母牛产双犊，而刘春海等人［13］的试验提高牛的排卵率18.2%。

    使用重组DNA技术，合成完整的α亚单位，可以获得很高的抑制素α亚单位抗血清滴度。同时FSH水平增加，排卵率提高209％一335％。Wheaton等(1992)将α-IF与人α一球蛋白连接作为免疫原，其结果与仅用人α-球蛋白作为免疫原比较，排卵率增加约4倍(940％比240％)；与仅用α-IF为免疫原比较，FSH水平明显增加，抗血清滴度和排卵率各增加约9倍。Ｏ’Shea等人（1994）使羊的排卵数增加到7.2个。在国内，黄群山等人［14］用抑制素α亚单位1—32片段和人血清白蛋白偶合物对山羊进行超排处理，试验组仅比对照组多0.2枚黄体。刘玉清等人［5］用用猪卵巢抑制素与人血清白蛋(HSA)偶合物对山羊进行主动免疫，排卵提高53%。吴忠良等人［7］的试验使排卵率提高61% 。

    由于影响免疫的因素较多，故不同试验在排卵率上的差异很大。一般说来，使用的抑制素免疫原纯度越高、或是与抑制素氨基酸序列相似性越大，免疫后抗血清滴度越高，抗血清中和体内抑制素能力越强，FSH水平和排卵率的增加也越显著［15］。使用抑制素可以提高排卵率，但Wratball等报道，使用抑制素后羔羊初生重降低，僵胎比例增加。这可能是由于使用抑制素后排卵数增加过多导致的。

    6.5使性成熟提前

    试验结果表明，用牛卵泡液提取物或猪α-亚单位合成肽免疫美利奴绵羊，结果羊性成熟提早。Alobaidi等（1987）在青年美利奴羊上的试验表明，从3周龄开始，分别在3、6、9周龄用牛卵泡液免疫，结果使羊群的初情期提前到来，排卵率提高。

    7在品种培育中应用的展望

    繁殖力高的Booroota美利奴羊与对照组相比较，其卵巢中抑制素含量较低而血中FSH浓度较高；繁殖力高的Dman羊缺乏抑制素材料，但其FSH水平也高。我国有众多的山羊品种，其中一些群体存在多产性。能否通过测定初情期母羊的抑制素水平来选育有多产性的母羊，以此来加快育种进程？但是目前还不能准确测定抑制素的含量，因此如何改进现有抑制素测定方法，或者寻找一个与抑制素水平强相关的指标是当前迫切需要解决的问题。

参考文献

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［2］李晓丽，郭志云，曾宪垠  抑制素的研究进展及其在动物繁殖中的应用  四川畜牧兽医  2003，11（36）

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［4］曹步凯，汪河海  抑制素研究进展 动物医学进展　2000，21（1）：19—22

［5］刘玉清，黄群山等人  抑制素主动免疫对山羊排卵率的影响  中国农业科学  1998，31（1）：83—85

［6］周  虚，田谷一善  抑制素被动免疫对黄体中期山羊生殖激素分泌的影响  中国兽医学报  2002， 22（4）：370—372

［7］吴忠良，范媚君等人  抑制素主动免疫对山羊繁殖率的影响  畜牧兽医杂志  1999，18（4）

［8］王杏龙，Ｗolfgang Ｈoltz  抑制素主动免疫后波尔山羊的排卵反应  畜牧兽医学报2003，34(2)，157—160

［9］刘桂琼，姜勋平，丁家桐等人  猪卵泡抑制素主动免疫对山羊生殖的影响  畜牧兽医学报，2003，34(1)，37—39

［10］杨利国，张居农，王进荣  应用猪精液抑制素主动免疫法诱导黄牛孪生  中国农业科学  2002，35(2)：207—212

［11］王杏龙，Ｗolfgang Ｈoltz  抑制素免疫山羊卵巢对外源性促性腺激素的反应  中国畜牧杂志  2003，39（1）

［12］牛树理 叶荣 杨利国  猪精液抑制素主动免疫黄牛诱导超数排卵的研究  南京农业大学学报 1996，19(4)：52—55

［13］刘春海，桑润滋  抑制素主动免疫对母牛卵泡发育的影响  河北农业大学学报1999，22（3）

［14］黄群山，马保华，武浩  抑制素主动免疫提高山羊排卵率  中国兽医学报  1999，19（1）

［15］张家骅 黄群山  使用抑制素提高绵羊繁殖力  草食家畜 1993，(3)：25-26

［16］桑润滋，王志刚，田树军等人  抑制素(IB)主动免疫对牛超排效果的影响及机制  中国兽医学报  2000，20（6）：597-600