前列腺小体的研究进展▲

陆良喜 黄志敏 史 珺 王文杰 陆 杰 史 宏

(1 广西中医药大学第一附属医院仁爱分院男科，南宁市 530001，38274940@qq.com；2 广西中医药大学第一附属医院风湿病科，南宁市 530023；3 广西中医药大学公共卫生与管理学院，南宁市 530001)

【提要】 前列腺小体是人前列腺上皮细胞分泌的一种亚细胞囊状结构，含有丰富的蛋白质、脂质、RNA等物质，具有免疫调节、抗菌、抗氧化、调节精子功能等生理作用。在血液和尿液中均可以检测到前列腺小体，目前研究已证实前列腺小体部分标记物可用于诊断男性不育和前列腺癌，以及判断其预后。本文就前列腺小体的成分、作用及其与前列腺疾病的关系作一综述。

1978年，Ronquist等[1]首次从人精浆中检测到前列腺小体，该物质是第一个被确定的生殖道膜性囊泡。前列腺小体属于外泌体，由人类前列腺上皮细胞分泌后进入前列腺液及尿液，其直径为30～500 nm。近年来，对于前列腺小体的形态结构和生理功能有了较为深入的研究，其在生殖系统中的重要性已经得到学科界广泛关注。前列腺小体不仅与精子功能相关，而且与前列腺疾病关系密切。本文就前列腺小体的成分、生理作用及其与前列腺疾病的关系进行综述。

1 前列腺小体的成分

目前，前列腺小体的具体成分组成尚未完全清楚。既往研究认为前列腺小体是通过胞吐作用的方式释放到细胞外，然而最近有学者通过扫描电镜和透射电镜发现大多数前列腺小体是通过顶浆分泌，这一发现也解释了大量无信号肽序列的大蛋白存在于前列腺液中的原因[2]。2003年，Utleg等[3]研究表明，前列腺小体含有139种蛋白质，主要包括35%的酶类蛋白、19%的运输及结构类蛋白、17%的信号转导蛋白、14%的三磷酸鸟苷结合蛋白、6%的分子伴侣蛋白及9%的注释蛋白。2009年，Poliakov等[4]采用低温电子显微镜观察了经蔗糖梯度纯化的前列腺小体，并通过高效液相色谱/质谱分析其蛋白质组成，发现在人前列腺小体中存在440种蛋白质。前列腺小体还富含磷脂、胆固醇，且胆固醇/磷脂比值>2时有利于维持前列腺小体结构的稳定性和通透性。鞘磷脂是前列腺小体中的主要磷脂类型，这为其高度有序的膜结构奠定了基础[5]，另外前列腺小体还含有丰富的锌、钙、镁等离子。Vojtech等[6]研究发现，精液外泌体(主要包含前列腺小体和附睾小体)中含有大量的RNA，该课题组分别测序了20～40和40～100核苷酸片段的RNA，结果发现其含有各种类型的小非编码RNA，包括微小RNA、转运RNA、非编码小RNA等。甚至还有学者报告前列腺小体内含有DNA[7]。前列腺小体由两个具有不同特征的亚种群组成，两个亚种群在核苷酸片段的长短和蛋白质的组成上有所区别[8]。有学者使用液相色谱仪-质谱仪的脂质学方法对前列腺小体两个亚群的脂质组成进行检测，结果发现前列腺小体两个亚群中鞘磷脂和己糖神经酰胺的比例不同，相比于直径较小的前列腺小体，直径较大的前列腺小体中鞘磷脂含量更丰富，而己糖神经酰胺含量更低[9]。目前认为前列腺小体的主要成分包括蛋白质、非编码小RNA、磷脂、离子、DNA等，并通过这些物质发挥其特殊的功能。

2 前列腺小体的生理作用

2.1 前列腺小体的免疫调节作用 自然杀伤细胞是机体重要的免疫细胞，其在人类女性生殖系统的先天免疫应答、妊娠、胚胎着床等过程中起着至关重要的作用。研究发现，前列腺小体可以使孵育后的自然杀伤细胞活性降低[10]，从而避免自然杀伤细胞对精子的免疫攻击。CD48存在于人的前列腺小体中，它作为2B4/CD244受体的配体，在活化自然杀伤细胞受体中起着至关重要的作用，CD48可能是前列腺小体保护精子免于遭受女性生殖道免疫攻击的关键因子[8]。还有研究发现，人前列腺小体含有半乳糖蛋白酶3及其配体Mac-2结合蛋白，两者结合后可特异性作用于单核细胞和巨噬细胞，在免疫调节中发挥作用[11-12]，这可能是前列腺小体发挥免疫调节作用的机制。

2.2 前列腺小体的抗氧化作用 人类精液中的活性氧是导致男性特发性不育的主要原因之一。研究表明，多形核中性粒细胞(polymorphonuclear neutrophil，PMN)可介导脂质过氧化，导致精子细胞氧化损伤，而前列腺小体能够减少含有PMN的精液中活性氧的产生[13]，这提示前列腺小体在男性生殖中发挥了重要作用，特别是在白细胞增多的情况下该作用更明显，因为精液中的白细胞是活性氧的主要来源之一[14]。

2.3 前列腺小体的抗菌作用 研究发现，前列腺小体中嗜铬粒蛋白B的丰度高于嗜铬粒蛋白A[15]，而嗜铬粒蛋白B的c末端片段具有强大的抗菌活性[16]，且嗜铬粒蛋白B分子的其他部分也显示出抗菌性能[17]。研究表明，低浓度的前列腺小体即可使细菌壁变形，导致细菌的细胞膜发生虫蛀样改变，进而促进细菌的死亡[18]。但是，近年来有关前列腺小体的抗菌作用的研究报告仍较少。

2.4 前列腺小体调节精子功能的作用 前列腺小体在促进精子成熟和维持精子功能中具有直接或间接的作用，包括保护精子免受女性酸性环境和免疫损伤，以及调节精子活力、顶体反应和受精能力等[19]。前列腺小体通过与精子融合后发挥调节精子的功能，这种融合现象需要依赖精液中的pH值，体外实验显示pH值为5时精子与前列腺小体融合率最高[20]，这也解释了为什么在精液(pH值7.0～7.8)中精子与前列腺小体的融合受到抑制，而当精子进入女性生殖道酸性环境后这种融合现象被触发的原因。两者融合后可以导致精子膜流动性下降，下降程度与前列腺小体与精子比值相关[21]。精子活力是由钙离子诱导的离子信号通过精子颈部区域促进的，这一过程可由孕激素诱导。研究表明，前列腺小体将孕激素受体和不同的钙离子信号级联组分转移到精子颈部区域，孕激素可刺激精子释放钙离子，诱导激活相关钙离子信号通路，在酸性(pH值5.0～6.0)条件下促进精子与前列腺小体融合[22]。融合前列腺小体的精子富含孕酮受体、兰尼碱受体、氢离子转运ATP合成酶A1，其他参与细胞内Ca2+稳态的蛋白也通过前列腺小体运输到精子，包括等离子体膜Ca2+-ATP酶4(plasma membrane calcium ATPase 4，PMCA4)[23]，它与一氧化氮合成酶(nitric oxide synthase，NOS)一起通过前列腺小体被运输到精子。在精子获能期间，Ca2+离子刺激PMCA4和NOS活性，增强它们之间的相互作用，以减少一氧化氮的产生和氧化应激改善弱精症[23]。前列腺小体还携带氨基肽酶N，这是一种参与调节精子活力的蛋白质，其机制主要通过调节内源性阿片肽水平来实现[24]。精子获能受环磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate，cAMP)细胞内信号通路调控，由碳酸氢盐和Ca2+离子共同促进，主要受由胆固醇组成的细胞膜动力学变化的影响。前列腺小体作为精子获能过程和顶体反应的抑制剂，通过胆固醇转移增加精子细胞内cAMP含量，避免精子过早获能和顶体反应[25-26]。前列腺小体在人类精子受精能力中的作用很可能是多个因素协同调节的结果：在射精过程中，前列腺小体与精子融合后附着在精子上，在阴道酸性环境下，通过传递胆固醇稳定精子膜，防止精子过早获能和顶体反应。前列腺小体黏附于精子表面能够促使精子顺利通过宫颈黏液的屏障，并在精子第一次接触卵母细胞时与精子融合，将其内容物转移到精子中。此时，卵丘细胞分泌的孕激素将激活Ca2+依赖通路，促进精子获能和顶体反应[27]。

3 前列腺小体与前列腺疾病的关系

3.1 前列腺小体与慢性前列腺炎 慢性前列腺炎(chronic prostatitis，CP)是男性最常见的泌尿疾病之一，其发病机制尚未完全明确，临床治疗效果不确定。目前临床上CP的诊断和疗效评估多基于慢性前列腺炎症状指数(chronic prostatitis symptom index，CPSI)评分和前列腺液镜检，缺乏特异性指标。前列腺小体外泄蛋白(prostatic exosomal protein，PSEP)是存在于正常人尿液中的前列腺蛋白质，早期的实验研究发现在CP患者的尿液中，PSEP含量升高[28]。还有学者对102例CP患者和70例健康体检者尿液中的PSEP进行定量检测，发现CP患者尿液中的PSEP含量为1.728～3.966 ng/mL，明显高于健康体检者的0.565～1.094 ng/mL，尿液中的PSEP水平对CP的诊断敏感度为86.27%、特异度为90%，提示PSEP可作为临床上诊断CP和评估疗效的有效指标[29]。

3.2 前列腺小体与前列腺癌 前列腺癌是男性常见的恶性肿瘤之一。目前，临床上将血清前列腺特异性抗原(prostate-specific antigen，PSA)作为血清生物标记物并结合经直肠超声检查筛查前列腺癌。然而前列腺炎及良性前列腺增生等患者的血清PSA水平也可升高，使用血清PSA水平诊断前列腺癌的误诊率较高，PSA假阳性结果会增加不必要的活检，且该指标也不能体现前列腺癌细胞增殖转移的情况。因此，需要一个更精确的生物标志物来提高前列腺癌的诊断。近年来，前列腺癌抗原3以及基因融合转录均被用于作为诊断前列腺癌的标志物，然而其特异性和敏感性仍存在争议[30]。随着研究的深入，前列腺小体在前列腺癌诊断中的价值受到广泛的关注。研究发现，前列腺癌细胞可分泌前列腺小体，前列腺癌患者的尿液和血液中均可检测出前列腺小体；前列腺小体通过将补体抑制蛋白CD59传递到自体癌细胞，以及磷酸化失活的C3来促进免疫逃逸；前列腺癌细胞来源的前列腺小体中蛋白激酶A含量升高，蛋白激酶A使补体C3磷酸化，而磷酸化的补体C3不能进行生理激活，膜攻击复合物的形成也受到抑制，从而诱导细胞裂解[31]。前列腺癌细胞来源的前列腺小体已被证实在前列腺癌患者中可以下调自然杀伤细胞2组成员D介导的细胞毒性反应，从而促进免疫抑制和肿瘤逃脱[32]。Webber等[33]研究发现，前列腺癌细胞分泌的外泌体通过激活转化生长因子β(transforming growth factor β，TGF-β)/Smad3信号通路，促进成纤维细胞转化，使前列腺癌细胞的迁移和侵袭能力增强。还有研究发现， 前列腺癌合并骨转移患者的前列腺癌细胞外泌体中人类微小RNA-940呈过表达，其在体外可以促进人间充质干细胞的成骨分化,并在体内的骨转移微环境中诱导成骨细胞损伤，促进骨转移的发生[34]。Bhagirath等[35]研究发现，相对于正常组及良性前列腺增生组，侵袭性前列腺癌组外泌体来源的微小RNA(exosomal microRNA，ex-miR)-1246、ex-miR-766-3p和ex-miR-302c-3p表达失调，其中ex-miR-1246是区分侵袭性前列腺癌和良性前列腺增生的潜在标志物；该研究还发现，前列腺癌阳性淋巴结转移情况与前列腺细胞分泌的ex-miR-1246高表达之间存在相关性，进一步明确ex-miR-1246具有预测前列腺癌侵袭性或者局部转移的潜力。简而言之，前列腺小体可能通过免疫逃避、增强肿瘤局部侵袭、促进骨转移等途径参与前列腺癌的发病机制。前列腺小体来源的蛋白和微小RNA分子等作为前列腺癌诊断、鉴别、预后评估和流行病学的生物标志物具有潜在的应用价值。

4 总结与展望

自从1978年在精液中分离出前列腺小体后，许多学者致力于其成分和生理作用的研究。前列腺小体与男性生殖及前列腺癌的相关性研究已较为深入，研究已证实前列腺小体部分标志物可用于男性不育和前列腺癌的诊断和预后评估。今后的研究需要将重点放在前列腺小体的蛋白质和脂质成分的分子谱，以及RNA的表达等，筛查与前列腺疾病相关的有效生物标志物，从而帮助我们更好地理解前列腺小体的独特性质和功能。