性激素结合球蛋白()或性类固醇结合球蛋白()是一种能与雄激素和雌激素结合的糖蛋白。当它由睾丸内曲细精管(生精小管)中的支持细胞产生时,又被称为雄激素结合蛋白()。
功能
血液中循环的睾酮和雌二醇,大部分(约占54%)与血清白蛋白松散结合,少部分(约占44%)与SHBG紧密结合。仅有极少部分(约1%至2%)处于未结合的“游离”状态。只有这些游离态的激素才具有生物学活性,能够进入细胞内部并激活相应的受体。由于SHBG与这些激素结合后会限制其生物学活动,因此局部组织能真正利用的性激素游离量,在很大程度上取决于血液中SHBG的水平。
此外,SHBG还能与睾酮(T)和双氢睾酮(DHT)结合,降低它们的亲脂性,使其能够稳定积聚在生精小管的管腔液中。这种局部高浓度的雄激素环境,是保障生精小管内精子发生以及精子在附睾中顺利成熟的关键。SHBG的生成主要受支持细胞上的促卵泡激素调节,同时胰岛素、视黄醇和睾酮也能促进其生成。
各种性类固醇对SHBG的相对结合亲和力排序为:双氢睾酮(DHT) > 睾酮 > 雄烯二醇 > 雌二醇 > 雌酮。 其中,DHT与SHBG的结合亲和力大约是睾酮的5倍,更是雌二醇的20倍。 此外,硫酸雌酮和雌三醇与SHBG的结合能力也非常微弱, 且仅有不到1%的孕酮会与SHBG发生结合。
女性体内的SHBG基础水平通常约为男性的两倍。
生物化学特征
生物合成
SHBG主要由肝脏合成并分泌入血。此外,大脑、子宫、睾丸和胎盘等组织同样具备合成SHBG的能力。 在互补DNA链上,与其发生基因序列重叠的是()基因。在Shbg基因附近还分布有p53和基因,并在互补链上带有(FXR2)基因。
该基因共包含八个外显子。其中外显子1存在三种变体(1L、1T和1N),它们分别由三个不同的启动子(PL、PT 和 PN)控制转录。完整的SHBG蛋白由外显子1L、2、3、4、5、6、7和8拼接翻译而成。此外还存在一种名为SHBG-T的变体,它缺少了外显子7,但包含了由对侧链上的PT启动子(与SAT2基因共享)促发的外显子1T。
基因多态性
SHBG在遗传学上存在多种变异,这些变异能够对人体产生不同的生理影响。在人类群体中,常见的基因多态性包括:
- rs6259(即Asp327Asn,位于17号染色体上的7633209位点):该变异为蛋白质增加了一个额外的N-糖基化位点,使其能够附着更多的糖分子。这不仅延长了该蛋白在血液循环中的半衰期,还提高了其血清基础浓度。在流行病学层面,携带此变异的个体患子宫内膜癌的风险显著降低,但罹患系统性红斑狼疮的风险则会有所上升。
- rs6258(即Ser156Pro):位于17号染色体的7631360位点。
- rs727428(位于7634474位点):该变异存在于百分之几的自然人群中。
- (TAAAA)(n):这是一种位于对侧DNA链上的微卫星重复序列变异,其五个碱基对的重复次数在不同个体间存在差异。
启动子激活机制
在肝脏内,SHBG的合成依赖于特定基因启动子的激活。这一精密的转录过程主要由(HNF4A)主导,它通过与类似DR1的顺式调控元件结合,从而启动并刺激SHBG的合成。然而,在启动子的第三个结合位点上,PPARG-2蛋白会与HNF4A展开“竞争”。一旦PPARG-2占据结合优势,便会抑制该基因的转录活性。更为关键的是,当体内HNF4A的水平过低时,另一种名为COUP-TF的蛋白便会结合至首个位点,进而彻底阻断SHBG的生成途径。
SHBG包含两个类似层粘连蛋白G(LG)的结构域,它们在蛋白内部共同构建了一个疏水性的“口袋”结构,专门用于容纳并结合性类固醇分子。性类固醇正是被精准锚定在位于氨基端的LG结构域口袋中。
金属离子的作用
钙离子对于维持同源二聚体两部分的结构连接与稳定不可或缺。此外,锌离子在辅助肽链中原本松散无序的区域精准折叠成功能性空间构象的过程中,也发挥着关键作用。)最终殊途同归,它们共同的下游细胞调控机制,均是通过下调肝细胞核因子4(HNF4)的表达来实现对SHBG的抑制。
血液检测指标
目前已建立了完善的SHBG血液检测参考范围:
临床意义
SHBG水平异常的临床影响
导致SHBG水平出现病理性或药理性“下降”的因素包括:雄激素水平升高、服用同化类固醇、 多囊卵巢综合征(PCOS)、甲状腺功能减退症、肥胖症、库欣综合征以及肢端肥大症。值得注意的是,低SHBG水平会显著增加个体罹患2型糖尿病的概率。 相对地,导致SHBG水平“上升”的因素则包括:处于高雌激素状态(例如服用口服避孕药)、妊娠、甲状腺功能亢进症、肝硬化、神经性厌食症以及受到某些特定药物的影响。对于啮齿动物和人类男性而言,长期进行能够有效提高SHBG水平,同时降低游离和总睾酮及雌二醇的浓度,但这并不会影响不与SHBG结合的硫酸脱氢表雄酮。 多囊卵巢综合征(PCOS)患者常伴随有胰岛素抵抗现象,过量的胰岛素会拉低SHBG的水平,进而导致体内具有生物活性的游离睾酮异常升高,从而加重多毛症等高雄激素表现。
在胎儿期,人类的SHBG水平极低,这使得性激素得以保持高度活跃的游离状态,从而发挥更强的发育促进作用。出生后,婴儿的SHBG水平会迅速攀升,并在整个儿童期保持高位。到了青春期,由于性腺发育,女孩体内的SHBG水平会减半,男孩的SHBG水平则会大幅降至青春期前的四分之一。
2型糖尿病
SHBG水平的降低,以及Shbg基因的某些特定变异,已被证实与胰岛素抵抗和2型糖尿病的病程进展密切相关。 这种影响显然涉及在细胞层面上发挥的直接作用;已有实验证据表明,某些组织细胞膜上明确存在着针对SHBG的高亲和力特异性受体。
血液凝固功能
在临床应用中,SHBG是衡量雌激素引发促凝血反应的重要间接标记物与辅助参考指标,引申开来,它更是预测血栓形成风险(例如在服用避孕药期间)的重要评估依据。
药物影响
含有炔雌醇的口服避孕药能使女性体内的SHBG水平显著升高2至4倍,并随之将游离睾酮浓度压低40%至80%。 因此,在妇科与皮肤科临床上,它们常被用于治疗如痤疮和多毛症等引发的症状。
部分药理制剂,如和达那唑等同化类固醇,以及左炔诺孕酮和炔诺酮等合成孕激素,对SHBG具有极高的分子亲和力。它们能够优先与SHBG发生结合,从而将体内的内源性类固醇从结合位点上竞争性地置换出来,反而导致了这些内源类固醇的游离浓度被动升高。 据药理学测算,当服用达那唑、、、左炔诺孕酮和炔诺酮达到常规治疗剂量时,它们会分别占据(或竞争性置换出睾酮)83–97%、48–69%、42–64%、16–47%以及4–39%的SHBG可用结合位点;相比之下,另外一些对SHBG亲和力较低的药物,如炔雌醇、环丙孕酮和,则只能占据不到1%的位点。
(SARMs)在用药期间同样也会促使血液中的SHBG水平出现下降。
内源性类固醇特征
临床测量指标
在化验检测血液中雌二醇或睾酮水平时,医学检验可以同时检测包含游离以及已结合成分在内的整体激素水平,也可以选择专门测量出游离部分的数据。而在常规内分泌检查中,性激素结合球蛋白(SHBG)通常被作为与总睾酮互相独立的项目进行抽血化验。
此外,(FAI)正是通过计算体内睾酮浓度与SHBG浓度之间的比值,借此更精准地反映出拥有实际生物学活性的游离睾酮的代谢情况。
亲和力与结合度明细
别名对照
在医学文献和内分泌学语境中,SHBG通常还被冠以以下各类别名和缩写:
- 性激素结合球蛋白(Sex hormone-binding globulin,SHBG)
- 性类固醇结合球蛋白(Sex steroid-binding globulin,SSBG,SBG)
- 性类固醇结合蛋白(Sex steroid-binding protein,SBP,SSBP)
- 雄激素结合蛋白(Androgen-binding protein,ABP)
- 雌二醇结合蛋白(Estradiol-binding-protein,EBP)
- 睾酮-雌二醇结合球蛋白(Testosterone–estradiol binding globulin,TeBG,TEBG)
参考资料
延伸阅读
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外部链接
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