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【摘要】 在胎儿睾丸的间质细胞（Leydig cell）和早期生精细胞（spermatogenic cell）中存在表皮生长因子（epidermal growth factor，EGF），而表皮生长因子受体（EGF-Receptor，EGFR）则分布广泛。EGF通过与EGFR结合，发挥特定的生物学效应，在胎儿的睾丸发育及精子发生过程中产生重要的作用。
【关键词】 表皮生长因子；表皮生长因子受体；睾丸；胎儿
表皮生长因子（epidermal growth factor，EGF）是一种强有力的细胞分裂促进因子，能刺激机体内多种类型组织细胞的分裂和增生，具有非常广泛的生物学效应。EGF通过与细胞膜上的特异性受体EGFR结合而发挥生理作用。EGF主要有颌下腺产生，肾脏、垂体、睾丸、前列腺、卵巢等处也有存在，而EGFR则广泛分布于生殖系统中，EGF和EGFR与生殖的关系，尤其是与男性生殖的关系越来越引起大家的关注。
1 EGF和EGFR的生物学特性
EGF首先是从小鼠颌下腺中分离出来的一种单链多肽，有53个氨基酸残基组成，相对分子质量（Mr）6045，等电点（PI）4.6，含有3个二硫键，由一个具有1217个氨基酸残基的跨膜EGF前体分解而来。它具有广泛的生物学效应，对热稳定，是一种促细胞分裂剂。细胞学和生物化学研究表明，EGF能促进多种细胞分裂增殖，加速蛋白质、DNA和RNA 的合成［1］，并影响细胞的分化。血清中EGF 主要来源于颌下腺，除此之外，肾远端小管细胞、垂体前叶糖肽分泌细胞、前列腺、胃底腺和幽门腺细胞等也产生EGF.人EGF基因位于染色体4q25～4q27。编码EGF前体的基因长度大约为110kb，含有24个外显子，其中15个外显子编码的蛋白区域和其他类型蛋白区域有同源性。
EGFR分布广泛，是一个由1186个氨基酸残基组成的Mr为170KD的跨膜糖蛋白。由结合区域（暴露于细胞膜外表面）、跨膜区域和依赖EGF的蛋白激酶（PK）结构区域构成。细胞外部分由621个氨基酸组成，包括11个糖基化的天冬酰胺残基和51个半胱氨酸残基，该部分含有EGF的结合位点。细胞内部分由542个氨基酸组成，编码具有酪氨酸特异性的蛋白激酶。它是原癌基因D-erbB-1的表达产物，是一种细胞调节多肽，也具有促进细胞分裂的作用。在细胞信息传递过程中发挥重要作用。EGF和EGFR结合后形成EGF与EGFR复合物，EGFR二聚化，胞内部分互相接近，其酪氨酸残基磷酸化而使EGFR活化，EGFR活化后，通过G蛋白激活磷脂酶C，后者水解磷脂酰胆碱而生成甘油二酯（DG），DG再激活蛋白激酶C而促进细胞增殖、分化，可调节细胞增殖及其功能。因而，EGF的作用最终通过调节细胞核内基因转录实现的。研究显示，缺乏EGF将减少50％精子细胞的产生［2］。因此，推测在颌下腺和睾丸之间可能存在某种内在的联系，而EGF可能是重要的信使物质。
2 EGF和EGFR在胎儿睾丸中的定位与表达
1972年Byyny等［3］首先用放免反试法发现小鼠睾丸有EGF免疫反应阳性物质存在，Bartlett等［4］也发现在人精浆和睾丸抽提物中存在EGF免疫反应阳性物质。Radhakrishrishnan等［5］发现大鼠睾丸的膜结构含有和颌下腺、肾脏膜一样的EGF前体（Mr为140000的完整膜蛋白），并具有生物学活性。此外，在睾丸的生精细胞中也发现EGF前体的存在。而用抗EGF的多克隆抗体进行免疫反应，发现成熟的EGF不仅存在于粗线期的精母细胞及圆形精子细胞，而且存在于Sertoli cell。实验发现，EGF前体存在于输精管壶腹的降支和生精小管远端的高尔基复合体内。Nakazumi［6］等研究发现，在人睾丸组织，EGF定位于Leydig cell，而Sertoli cell 未见阳性染色。研究表明，胎儿睾丸组织在不同发育时期均可产生EGF。12周时胎儿睾丸组织无EGF免疫阳性细胞，16周和20周的睾丸组织中免疫反应阳性细胞多，呈阳性和强阳性。16周达高峰，24周、28周和32周的睾丸组织免疫反应阳性细胞的数量相对减少，呈逐渐下降趋势。先前，人们发现EGFR可以存在于不同体液中，如前列腺液、精浆，1989年Stubbs等［7］开始研究人睾丸中的EGFR，Radhakrishnan等［8］也在睾丸和附睾的Sertoli cell、Leydig cell及肌样上皮细胞中发现了EGFR。他们还在附睾及输精管的基底层和腔面发现了EGFR。目前认为，在Sertoli cell、Leydig cell有EGFR，但生精细胞是否有EGFR，报道不一。
3 EGF与EGFR对睾丸激素的影响
在胚胎时期，睾丸便可分泌EGF并表达EGFR［6，9］，维持胚胎期睾丸的发育。睾丸中EGF主要来自于Leydig cell［9］，以自分泌的形式发挥生理效应，通过调节Leydig cell中细胞周期素依赖性激酶5（cdk5）的表达并影响其活性［10］，促进Leydig细胞DNA的合成及Leydig的增殖［11］。因此，EGF对Leydig cell分泌睾酮的能力有影响。在原代培养的人Leydig cell，EGF可促进睾酮的基础分泌［12］。EGF通过间质细胞表面EGFR，增强hCG诱导的间质细胞合成睾酮的功能。当在培养液中加入高浓度的hCG和cAMP之后，EGF则不能进一步增加睾酮的分泌，说明EGF与hCG等对睾酮分泌的刺激作用有一个量－效关系。其可能机制是：（1）EGF增加胆固醇侧链酶细胞色素P450（P450SCC）的作用底物，从而促进孕烯醇酮的合成。其中EGF可能参与调节微丝、固醇载体蛋白、不稳定调节蛋白、GTP调控蛋白的调控［13］。（2）EGF增强类固醇激素合成的关键酶活性，促进孕烯醇酮向孕酮转化，增加睾酮合成［13，14］。在此过程中，EGF与EGFR结合后激活EGFR的酪氨酸激酶活性使EGFR自身磷酸化，激活Na+/H+交换，增加钙摄取和重新分布，激活磷酸二肌醇和花生四烯酸的代谢。（3）EGF还能刺激碳21－类固醇（包括孕酮、17－羟孕酮）和碳19－类固醇（包括雄烯二酮、睾酮）的合成。目前大多数的研究认为，EGF有促进睾酮生成的作用，循环血中EGF含量降低或精浆中存在EGF免疫反应物质，可能是导致男性不育的原因。
4 EGF在性分化中的作用
EGF不仅关系到早期胚胎生长的调节和着床［15］，对性别分化也有非常重要的作用。对鼠的研究表明，在雌性胚胎发育过程中，EGF可能是副中肾管增殖的重要调节因子［16］，在胚胎向雄性转化过程中，EGF的表达与雄激素的分泌相一致。在雄性生殖管道发育期间，EGF有两个上升时相，一个位于睾丸活性出现和中肾管形成期，另一个位于尿生殖窦、附睾管和精囊分化期［17］。胚胎期EGF的分泌是雄激素依赖性的，EGF对胚胎向雄性方向发展及雄激素转移至胞内，又能稳定中肾管，刺激细胞分裂增殖。因此，在性分化中，EGF扮演着十分重要的角色。可以想象，胚胎期睾丸功能低下或雄激素不敏感，EGF含量就会下降，雄性生殖器官发育就会受阻，这也许是导致某些男性假两性畸形出现的因素之一。过去认为，在生殖导管的性别分化中雄激素起着决定性作用，现推测雄激素在性分化中仅是一个始动因子，具体的执行者可能是以EGF为代表的生长因子家族，生长因子在雄激素介导下促使性分化进程。
5 EGF和EGFR对前列腺的影响
Mollon［18］等研究发现，前列腺组织中的EGFR表达水平与雄激素及其受体有关。当切除颌下腺的小鼠血清中几乎测不到EGF时，前列腺组织中EGF仍可维持在术前的22％［19］，说明前列腺可通过自分泌的方式产生EGF。研究表明，EGF主要表达于前列腺的腺上皮［20］，而EGFR主要表达于前列腺的基底细胞［21］。
EGF能维持正常前列腺组织的生长发育。先前认为前列腺的发育是雄激素依赖性的，然而在缺乏雄激素及其受体的情况下，EGF可以诱导胚胎期大、小鼠尿生殖窦形成前列腺芽［22］；切除颌下腺的小鼠血清中EGF下降到无法检测，血清睾酮浓度升高7倍，前列腺的重量反而下降，给予外源性EGF则可使其重量回升［19］。EGF促进前列腺生长发育的可能机制为：(1)EGF可能是胚胎期前列腺发育的始动因素之一，与雄激素协同诱导前列腺芽形成；(2)EGF通过形式刺激前列腺基质的生长。在前列腺机制中有EGF和EGFR表达，EGF系统的活化或EGF作为致分裂原引起双向调节素和结合肝素的类EGF生长因子（HB2EGF）mRNA选择性表达增强，从而提高双向调节素和HB2EGF的含量［23］。HB2EGF又参与了生长信号的放大过程，从而促使前列腺基质细胞的生长与增殖。(3)EGF可刺激成纤维细胞的增殖。此外，EGF还可能作用于其他环节，因为对于去势大鼠，EGF可以延缓前列腺腺体的萎缩，而没有观察到细胞的增殖活动［24］。
总之，EGF和EGFR在胎儿生殖系统的分化、发育中起着十分重要的调节作用，但是它们作用环节还有待于进一步深入研究，以确切阐明其作用机制。
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(编辑：若 木)
*基金项目：安徽省科技厅重点项目（编号：1041184）
作者单位： 230032 安徽合肥，安徽医科大学组胚教研室(Δ通讯作者)