γ-氨基丁酸调控雌性动物生殖的研究进展

司文宇， 姚郅璆， 方富贵

(安徽农业大学 动物科技学院， 合肥 230036)

γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid，GABA)是一种天然存在且广泛分布于动植物体内的非蛋白质氨基酸，起初主要用于真菌、细菌和植物代谢的研究[1]。1950年Roberts和Frankel首次发现GABA存在于神经组织中[2]，之后的学者研究发现GABA具有健脑益智、镇痛、催眠、抗惊厥、降血压等多种生理作用[3-5]。近年的研究表明，30多种外周组织中有GABA蛋白表达，包括下丘脑、垂体、子宫、卵巢、胎盘和输卵管等[6-7]，基于生殖轴上GABA蛋白的广泛分布，以及GABA作用于雄性和雌性动物所产生的调控精子获能[8]和调节卵泡发育、妊娠[9]等作用，本文综述了GABA在雌性动物生殖活动中的研究进展，为其对生殖调控的研究提供参考。

1 GABA调控雌性动物生殖内分泌

1.1 GABA调控促性腺激素释放激素(Gonadotropin releasing hormone，GnRH)分泌

GABA能神经元在下丘脑视前区含量丰富，免疫组化表明GnRH神经元的活性部分分别受到由突触和突触后GABAA受体介导的阶段性和强直性GABA能抑制的控制[10]。Meier发现GABA对GnRH的分泌具有双重作用，即在1周的大鼠中表现出兴奋作用，在成年大鼠却表现为抑制作用[11]。在体内实验中发现，当GnRH在初情期前的猴子中释放较低时，GABA水平很高，而在初情期开始后，GnRH释放升高时GABA水平较低[12]，说明GABA对GnRH合成起抑制作用。但离体实验表明GABA对GnRH的分泌具有促进作用[13]。GABA对GnRH的作用也因物种不同而有所差异，如在成年雌性七思鳗中，体外和体内的结果均表明GABA影响海鳗脑内GnRH的分泌，且主要表现为促进作用[14]。因此GABA对GnRH分泌的作用仍然存在争议，即GnRH神经元对GABA反应的异质性，可能与动物模型，体内外实验，动物日龄以及GABA作用于下丘脑中的位置、剂量和作用时间等有关，需要进一步研究。

1.2 GABA调控垂体促性腺激素分泌

大量研究表明GABA抑制黄体生成素(Luteinizing hormone，LH)和泌乳素(Prolactin，PRL)的分泌主要是经过多巴胺抑制系统，但是抑制促卵泡素(Follicle stimulating hormone，FSH)的机制还有待研究[15]。将GABA注入卵巢切除后或切除卵巢后用雌激素处理的未麻醉的母鼠的第三脑室发现LH增加[16]。但有研究表明神经肽Y对LH的释放起刺激作用，GABA可抑制这种作用从而抑制LH的释放[17]。在关于GABA对PRL影响的研究中，发现GABA通过GABAA和GABAB受体对PRL的分泌产生抑制作用，具体表现为在给大鼠注射GABA拮抗剂可引起血清中PRL升高[18]。在雌性大鼠初情期前期的不同日龄中，GABA作用于下丘脑对促性腺激素的分泌会产生两种作用，即在6 d和30 d时起抑制作用，但在15 d发挥刺激性作用[19]。所以GABA对于LH的双重作用可能与GnRH受到GABA的双重作用有关，并且GABA对PRL的抑制作用与GABA受体种类有关。

1.3 GABA调控孕酮(Progesterone，P4)分泌

卵巢中含有大量的GABA能神经元，并且含量随着动情期和妊娠期等时期的不同而波动，从而调节动物卵巢功能。而孕激素在细胞病理生理学中起作用主要依赖于GABAA受体的介导[20-21]。有研究表明，GABA对于P4的作用具有双重性，主要原因是GABA的浓度不同[22]。在离体实验中，姜杰[21]、方廉[23]等人发现黄体化颗粒细胞P4的分泌在GABA的作用下增强，表明GABA对P4的分泌具有促进作用。也有研究显示GABA通过增加黄体细胞中羟基自由基的量抑制孕酮分泌[24-25]，因为GABA能够感知黄体细胞羟基自由基，当其自由基生成增多时引起黄体细胞凋亡，进而使P4分泌减少，这种作用机制与羟自由基对膜磷脂过氧化有关[20-23]。另一种机制是抑制腺苷酸环化酶激动剂福斯高林作用下的孕酮生成，因为GABAA受体β亚单位的膜内面有1个依赖cAMP的蛋白激酶作用位置，GABA可与其结合影响卵泡发育过程中的黄体细胞甾体激素的分泌[26]。P4的抑制可造成雌性动物孕期流产、早产、死产等的发生。

1.4 GABA调控雌二醇(Estradiol，E2)分泌

体外实验中GABA作用于颗粒细胞上的GABA受体对大鼠E2的生成产生抑制作用，并且GABA还可以减少腺苷酸环化酶激动剂对E2的刺激作用从而减少E2的合成[26-27]。Erd等发现，在假孕大鼠中，将超大剂量的GABA施用于卵巢局部表面，能使E2的生成增加，这可能是选用的动物模型生理时期的不同造成的[28]。这些结果表明GABA对E2的抑制或促进作用与动物模型、GABA剂量以及实验条件等有关。

2 GABA调控卵母细胞发育

GABA被发现参与大鼠卵巢血液和激素分泌的调节，部分GABA结合位点与卵母细胞的卵丘细胞(Cumulus cells，CC)有关，已发现在CC中GABAA受体对GABAmRNA与卵母细胞核成熟有关。这些数据表明GABAA受体在调节生殖功能和卵母细胞成熟中可能发挥作用。研究GABAA受体亚基在小鼠不同成熟阶段的卵母细胞的CC中的表达发现，GABAA受体亚基有不同的转录水平[31]，这与人类CC中的GABAA受体表达有所差异[32]。迄今为止，有关GABA调控卵母细胞发育的机制尚不清楚。

3 GABA调控初情期启动

激活下丘脑-垂体-性腺轴(Hypothalamic-pituitary-gonadal axis，HPGA)可以触发初情期，并且引起GnRH脉冲分泌频率和振幅增加[33-34]，在动物初情期的调控中，GnRH神经元对神经生殖内分泌系统起重要的调控作用，同样也是最重要的终末共同通路[35]。研究表明，在产前接触雄激素的小鼠模型中，GABA在初情前期可以干扰GnRH神经元的发育，在第1周观察到GABA能在GnRH神经元的低频传播，但在第3周开始增加直至成年期，结果导致初情期的延迟[36]。并且已知在幼年猴中GnRH的脉冲式作用会导致性早熟[37]，研究表明GABAA受体拮抗剂脉冲注入到初情期前猴子的第三脑室，刺激猴子脑室中的GnRH释放，促进初情期开始[38]。说明GABA是成年GnRH神经元的主要抑制剂[39]。因此，GABA可能通过调节GnRH神经元分泌水平来控制初情期的启动。

4 小结与展望

综上所述，GABA是调节下丘脑-垂体-性腺轴的重要信号，在调节雌性动物生殖内分泌、卵母细胞发育以及初情期启动等过程中扮演重要的角色。但对于GABA调控生殖的研究还存在以下几个问题：1)影响GABA对GnRH调节产生促进或抑制作用的主要机理是什么？该作用机制是否会影响GABA对初情期的调控作用？2)GABA对FSH调节的作用机理仍需要进一步探明。3)目前GABA的研究以实验动物、家禽和水生动物居多，对于家畜方面的报道鲜见。总之，GABA对雌性生殖活动的调控正日益受到重视，其作用机理有待进一步研究。