通过研究棘皮动物中吻肽类肽的作用，揭示了神经激素功能的演变

《BMC Biology》：Evolution of neurohormone function revealed by actions of kisspeptin-type peptides in an echinoderm

kisspeptin型神经肽在星虫中的功能与进化分析揭示其调控生殖、消化及行为的多效性，KP1/2亚型分别具有抑制和兴奋效应，受体进化支持抑制信号在棘皮动物中独立演化。

　　

摘要

背景

神经激素kisspeptin通过刺激下丘脑产生和释放促性腺激素释放激素（gonadotropin-releasing hormone），来调节哺乳动物的生殖成熟和功能。然而，关于无脊椎动物中kisspeptin类神经肽的功能以及kisspeptin信号传导作为生理过程调节剂的进化机制，我们知之甚少。在这里，我们以一种后口动物——红海星（Asterias rubens，属于棘皮动物门）为例来探讨这些问题。

结果

与只有一种kisspeptin前体蛋白的哺乳动物不同，在A. rubens中，两种前体蛋白（ArKPP1和ArKPP2）会产生四种kisspeptin类神经肽（ArKP1.1、ArKP1.2、ArKP2.1、ArKP2.2）。通过mRNA原位杂交和免疫组织化学技术发现，这些神经肽在A. rubens的中枢神经系统、运动器官、感觉器官、生殖系统和消化系统中具有广泛但不同的表达模式。体外实验表明，KP1类和KP2类神经肽对海星的生殖腺和胃部组织分别具有抑制肌肉活动和兴奋肌肉活动的不同作用。当这些神经肽被体内注射时，它们都能引发胃部外翻反应，而ArKP1.2还能影响海星的翻正行为。

结论

本研究表明，kisspeptin类神经肽是一种进化上古老的、多效性的调节因子，其作用范围超出了生殖生理领域。此外，A. rubens中ArKP2.2的兴奋作用与脊椎动物中kisspeptin的兴奋效应一致；因此，ArKP2.2是一种与脊椎动物kisspeptin受体密切相关的受体（ArKPR3）的配体。另一方面，对ArKP1.1和ArKP1.2受体的系统发育分析表明，抑制性kisspeptin信号传导要么是在棘皮动物和半索动物（Ambulacraria）中独立进化出来的，要么起源于原口动物（Urbilateria），但在脊索动物中丢失了。