研究与指南

Kisspeptin-10 和催产素在促性腺激素研究中的应用

8 10 月, 2026

由 CertaPeptides 出版。仅供研究之用。

下丘脑含有少量神经元群，它们决定生殖神经内分泌信号传导的节奏。该文献中反复出现两种肽系统：kisspeptin，通过受体 KISS1R（也称为 GPR54）发挥作用；催产素，通过催产素受体 (OXTR) 发挥作用。两者都是 G 蛋白偶联受体 (GPCR) 系统，均在下丘脑回路中表达，并且都已成为探索细胞和动物模型中肽信号如何控制神经元兴奋性和激素释放的标准工具。

本指南概述了我们背后的研究类别 促性腺激素研究肽。它涵盖了作为研究领域的途径、kisspeptin-10 和催产素如何用作受体探针、这两个系统在何处相遇，以及适用于此类冻干肽的一般实验室实践。有关 Kisspeptin 的更深入讨论，请参阅我们的专门文章 Kisspeptin-10 在生殖神经内分泌研究中的应用.

促性腺激素途径作为一个研究领域是什么？

在脊椎动物生理学中，术语“促性腺途径”描述了连接大脑和性腺的信号链，通常称为下丘脑-垂体-性腺 (HPG) 轴。在其顶部分布着一群分散的下丘脑神经元，它们将促性腺激素释放激素（GnRH）分泌到正中隆起的门静脉血中。 GnRH 作用于垂体促性腺细胞，进而释放黄体生成素 (LH) 和卵泡刺激素 (FSH)。在实验室工作中，这些内源性激素大多以读数的形式进行测量：动物模型中 LH 的上升或下降被用作 GnRH 神经元正在做什么的代理。

该领域的研究问题主要是神经生物学的。 GnRH 神经元如何产生脉冲？哪些上游神经元驱动它们？类固醇激素如何反馈到下丘脑？哪些受体和第二信使途径将肽信号转化为放电变化？回答这些问题需要作用于特定受体的选择性配体，这就是 Kisspeptin-10 和催产素等研究肽的用武之地。

为什么 GPCR 信号在这里很重要

该系统中的大多数神经肽受体属于 A 类（视紫红质样）GPCR 家族。当激动剂结合时，受体会改变形状并与异三聚体 G 蛋白结合。对于 KISS1R 和 OXTR，研究的主要偶联是与 Gq/11 蛋白的偶联，该蛋白激活磷脂酶 C-β (PLC-β)。 PLC-β 将膜脂 PIP2 水解成三磷酸肌醇 (IP3) 和二酰基甘油。 IP3 从细胞内储存中释放钙，二酰甘油激活蛋白激酶 C。在下游，研究小组追踪钙瞬变、MAP 激酶磷酸化（ERK1/2，p38）和膜电位的变化作为可测量的输出。

因为这些读数可以在转染的细胞系、脑切片和整个动物中测量，所以可以跟踪相同的配体从受体结合到电路水平效应。这种连续性是 Kisspeptin 和催产素如此广泛用作研究工具的重要原因。

Kisspeptin-10：KISS1R/GPR54 激动剂研究工具

本节是一个简短的总结。我们的 Kisspeptin-10 参考文章 更深入地涵盖了受体信号传导和 HPG 轴研究。

发现和受体药理学

Kisspeptins 在 2001 中被两个独立的小组鉴定为当时的孤儿受体 GPR54 的内源配体。 Ohtaki 及其同事从人胎盘中分离出 54 残基 C 端酰胺化肽，由 KiSS-1 基因，并将其命名为转移蛋白，因为该基因早期与细胞模型中的转移抑制相关[2]。 Kotani 及其同事独立分离了具有共同 RF-酰胺 C 末端的 54-、14- 和 13- 残基肽，并将它们命名为 Kisspeptins [1]。

Kisspeptin-10 是这些较长形式共有的 C 端十肽（序列 Tyr-Asn-Trp-Asn-Ser-Phe-Gly-Leu-Arg-Phe-NH2）。在受体表征工作中，Kisspeptins 以低纳摩尔亲和力结合中国仓鼠卵巢细胞中表达的大鼠和人 GPR54，受体激活刺激 PIP2 水解、钙动员、花生四烯酸释放、ERK1/2 和 p38 MAP 激酶磷酸化和应力纤维形成 [1]。该谱是 Gq/11 偶联受体的典型特征，也是在 KISS1R 信号传导体外测定中使用 Kisspeptin-10 作为确定激动剂的基础。

Kisspeptin 作为 GnRH 神经元激活的探针

最广泛引用的动物模型研究表明 Kisspeptin 在 GnRH 神经元本身水平发挥作用。在小鼠中，GPR54 转录物被发现与 GnRH 神经元共定位； Kisspeptin 提高野生型动物中的 LH 和 FSH，但对缺乏 LH 和 FSH 的小鼠没有影响 GPR54;在绵羊中，中枢 Kisspeptin 使 GnRH 显着释放到脑脊液中，直接测量 [3]。这些观察结果将 GPR54 定位为生殖轴中的关键控制点，并将 Kisspeptin 定位为这些模型中的直接 GnRH 释放信号。

脑切片的电生理学显示了细胞水平上发生的情况。 Han 及其同事使用 GnRH-GFP 小鼠报告称，kisspeptin 能够对超过 90% 的成年 GnRH 神经元产生有效、持久的去极化，而在幼年和青春期前动物中，只有一小部分神经元做出反应 [4]。大约 90% 的 GnRH 神经元在两个年龄段都表达 GPR54 mRNA，这使得作者提出发育变化反映了 Kisspeptin 输入的增加和 GnRH 神经元内受体信号传导的转录后变化 [4]。

在实践中，这意味着研究人员通过三种主要方式使用 Kisspeptin-10：

• 作为基于细胞的 KISS1R 测定（钙成像、IP 积累、激酶磷酸化）中的参考激动剂；
• 作为切片电生理学中的刺激物，以测试已识别的 GnRH 神经元是否有反应，以及这种反应如何随发育阶段或类固醇环境而变化；
• 作为动物模型中的探针，其中 LH 反应被用作完整 Kisspeptin-GnRH 连接的功能读数。

KNDy 神经元：上游脉冲发生器

目前的许多工作都集中在内源性 Kisspeptin 的来源上。在弓状核中，一群神经元共同表达 Kisspeptin、神经激肽 B 和强啡肽，因此将它们命名为 KNDy 神经元。纳瓦罗和同事通过原位杂交表明，弓形 吻1 雌性小鼠的神经元还表达强啡肽和神经激肽 B 的基因及其受体（κ 阿片受体和 NK3），并且这种表达受到雌二醇的抑制 [5]。他们提出了一个模型，其中神经激肽 B 和强啡肽作用于 Kisspeptin 神经元本身，以同步和塑造脉动 Kisspeptin 输出，然后驱动正中隆起纤维释放 GnRH [5]。

Lehman、Coolen 和 Goodman 广泛引用的一篇评论将 KNDy 细胞描述为控制 GnRH 分泌的中心节点，汇集了多个物种的解剖和功能数据 [6]。对于研究人员来说，KNDy 模型解释了为什么外源 Kisspeptin-10 如此有用：它可以让实验绕过上游脉冲发生器并直接测试下游 GnRH 神经元。

催产素：OXTR 研究配体

催产素是一种九残基肽 (Cys-Tyr-Ile-Gln-Asn-Cys-Pro-Leu-Gly-NH2)，在两个半胱氨酸残基之间具有二硫键，闭合六残基环，并具有酰胺化 C 末端。它与加压素一起属于神经垂体肽家族，两者之间有两个残基不同。这种密切的结构关系在实验上很重要，因为催产素和加压素受体形成相关家族，并且在解释结果时必须考虑交叉反应性 [7]。

受体结构和信号传导

催产素受体是典型的 A 类 GPCR，主要通过 Gq 蛋白与 PLC-beta [7] 偶联。文献中有两个变构因素很突出。首先，高亲和力受体状态取决于镁离子和膜胆固醇[7]。其次，这些依赖性现在有了结构上的解释：人类催产素受体的晶体结构，与非肽拮抗剂复合解决，揭示了胆固醇分子结合在跨膜螺旋 IV 和 V 之间的意外位置，并确定了 Mg2+ 的保守配位位点，该位点充当激动剂结合的正变构调节剂 [8]。

对于测定设计来说，这些发现具有直接的实际影响。胆固醇含量改变的膜制剂或细胞系以及不含二价阳离子的缓冲液可以改变明显的催产素亲和力。研究表明，控制这些变量是产生可重复的 OXTR 结合数据的一部分 [7、8]。

除了 Gq 之外，受体的信号传导范围比单一途径更广泛。 Busnelli 和 Chini 的一篇综述总结了 OXTR 如何与不同的 G 蛋白偶联、它在神经元和神经胶质细胞中激活哪些信号级联，以及质膜和细胞内部的受体运输如何影响反应的大小和持久性 [9]。

受体脱敏和贩运

与许多 GPCR 一样，OXTR 不会无限期地对持续的激动剂暴露产生反应。激活后，受体被磷酸化，招募抑制蛋白并被内化，然后它们可以再循环到膜上或降解。对系统的评论描述了这种调节以及受体表达的类固醇依赖性变化如何控制给定组织对催产素的反应强度[7，9]。在基于细胞的工作中，这对于实验设计很重要：重复或延长激动剂暴露会降低测量的反应，因此时程控制和受体表达测量通常与功能读数一起报告。

下丘脑大细胞神经元

催产素基因表达的主要位点是下丘脑室旁核和视上核的大细胞神经元群。这些神经元投射到垂体后叶，在那里催产素被释放到循环中，但它们也在下丘脑核本身内释放催产素，并且催产素神经元广泛投射到中枢神经系统[7]。

这些细胞的一个显着特征是树突释放。 Ludwig 和 Leng 描述了诸如催产素和加压素等神经肽如何从树突中释放，在其起源位点充当自分泌或旁分泌信号，以及树突囊泡存储的活动依赖性启动如何能够长时间重组局部网络 [10]。这使得大细胞系统成为研究单个肽如何充当循环激素和局部神经调节剂的首选模型。

体外和动物模型研究

催产素在一系列实验设置中用作参考激动剂：

• 表达重组 OXTR 的细胞系中的受体结合和功能测定，包括 Mg2+ 和胆固醇的变构调节研究；
• 用于表征 Gq 依赖性信号传导的钙成像和第二信使测定；
• 受体内化和再循环后的贩运研究；
• 视上和室旁神经元的切片和体内电生理学；
• 组织和器官浴制剂，其中表达受体的平滑肌被用作动物组织的功能测定。

评论还描述了动物研究中肾脏、心脏、胸腺、胰腺和脂肪细胞等外周组织中催产素受体的表达，这为研究人员提供了一系列组织来比较受体调节[7]。

研究人员可以在我们的 醋酸催产素 产品页面。

Kisspeptin 和催产素系统交叉的地方

这两个系统经常被单独研究，但有几个重叠点使得它们可以一起考虑。

Kisspeptin 和视上催产素神经元

最直接的联系来自电生理学。 Scott 和 Brown 记录了麻醉雌性大鼠的单个视上神经元，发现作用于外周的 Kisspeptin-10 增加了催产素神经元的放电率，而只有少数加压素神经元有反应，且具有短的高频爆发 [11]。 Kisspeptin-10 集中递送不会改变发射。当迷走神经传入神经元脱敏时，对催产素神经元的外周作用被阻止，这表明 Kisspeptin 通过迷走神经传入神经元到达视上核，在该系统中充当激素而不是局部神经肽 [11]。

这一发现是解释研究配体数据时作用位点和电路背景为何重要的一个很好的例子：相同的肽产生不同的结果，具体取决于它在该大鼠模型中是在大脑内部还是外部起作用。

共享信令逻辑

KISS1R 和 OXTR 都是下丘脑神经元上的 Gq 偶联 GPCR，并且都产生钙依赖性兴奋性变化 [1、7]。这种共享的生物化学意味着许多相同的检测平台（钙成像、IP 积累、激酶磷酸化、膜片钳记录）可用于两者，从而简化了比较研究。

类固醇敏感性

这两个系统都受到性腺类固醇的强烈影响。弓形 吻1，强啡肽和神经激肽 B 的表达在小鼠中被雌二醇抑制 [5]，而性腺和肾上腺类固醇对催产素系统的调节被描述为其最显着、也是最少了解的特征之一 [7]。因此，比较不同类固醇条件下的反应性的实验在这两个领域都很常见，控制动物模型的内分泌状态是标准设计考虑因素。

下丘脑神经元释放肽

最后，这两个系统都依赖于下丘脑神经元的神经分泌释放：来自 KNDy 的 Kisspeptin 和其他 Kisspeptin 群到达 GnRH 神经元及其末端 [5，6]，以及来自大细胞神经元的催产素，既到达垂体又通过树突局部到达 [7，10]。询问肽释放如何在神经元群体之间协调的研究借鉴了这两篇文献。

冻干肽的实验室注意事项

以下几点描述了此类短合成肽的一般实验室实践。它们不是具体的说明，每个实验室应遵循自己的标准操作程序和安全规则。

存储

冻干（冻干）肽通常储存在 -20°C 下，避光和防潮，并尽可能存放在装有干燥剂的密封容器中。打开之前，让小瓶达到室温可减少干粉上的冷凝。我们的 肽储存指南 更详细地介绍了温度、光照和湿度，我们的文章 肽冻干 解释了为什么冻干状态是最稳定的储存形式。

重构为实验室化学

重构是指将冻干固体溶解在合适的溶剂中，制成已知浓度的储备溶液，用于体外或分析工作。变量是溶剂、体积和所得浓度：

• 溶剂。 许多短肽溶解在无菌高纯水中。催产素通常是水溶性的。 Kisspeptin-10 含有多种芳香族和疏水性残基，因此一些实验室在稀释到测定缓冲液中之前使用一小部分兼容的共溶剂或稀酸水溶液。溶剂应与下游测定兼容。
• 体积和浓度。 库存浓度是肽的质量除以添加的溶剂的体积。实验室通常将计算结果记录在试管标签和实验室笔记本上，并在可获得该信息的情况下更正净肽含量。
• 技术。 轻轻旋转而不是剧烈摇动可以限制起泡和表面吸附。低结合管可以减少稀溶液的肽损失。

溶液中的处理和稳定性

溶液中的肽不如干粉稳定。常见的做法是将库存分成一次性等份，冷冻储存，并避免重复冷冻和解冻。催产素的二硫键和 Kisspeptin-10 的色氨酸残基都对氧化敏感，因此限制空气暴露和光照是合理的。工作稀释液通常是在实验当天新鲜制备的。

分析身份确认

作为一般实验室实践，许多研究小组在开始研究之前确认肽的身份和完整性，例如在自己的设施或合同实验室中通过色谱纯度评估和基于质量的身份确认。这是良好实验卫生的一部分，有助于排除降解导致意外结果的可能性。产品页面显示了已记录的类别级别规范。对于 Kisspeptin-10，可以在 certapeptides.com/verify 上按批次或报告代码搜索经过独立测试的选定批次的报告。

Kisspeptin-10 可在我们的网站上购买 Kisspeptin-10 产品页面，两种肽都列在 促性腺激素研究类别.

要点

• 促性腺激素通路（HPG 轴）主要作为神经生物学问题进行研究：下丘脑神经元如何产生和调节 GnRH 输出，通过模型中的垂体激素读数进行测量。
• Kisspeptin-10 是 Kisspeptins 的 C 端十肽，KISS1R/GPR54 的内源性配体，Gq/11 偶联受体 [1、2]。
• 动物模型和切片研究表明 Kisspeptin 通过 GPR54 [3、4] 直接作用于 GnRH 神经元，这使得 Kisspeptin-10 成为 GnRH 神经元激活的标准探针。
• 弓形 KNDy 神经元被认为充当上游脉冲发生器，提供内源性 Kisspeptin [5、6]。
• 催产素是一种作用于 OXTR 的环状九肽，OXTR 是一种 Gq 偶联的 GPCR，其高亲和力状态取决于 Mg2+ 和胆固醇 [7、8]；受体运输和脱敏形状反应大小和持续时间[9]。
• 大细胞催产素神经元向垂体和局部树突释放肽[7，10]。
• 这些系统相交：在大鼠模型中，Kisspeptin-10 通过迷走神经传入神经传入外周，增加视上催产素神经元的放电 [11]。
• 冻干肽一般储存在-20°C；重构取决于溶剂、体积和浓度；等分和身份确认是良好的一般做法。

常见问题

“促性腺激素研究”涵盖哪些内容？

它涵盖下丘脑-垂体-性腺轴的实验室研究，特别是控制 GnRH 和垂体激素释放的下丘脑神经元和受体。典型的工作包括细胞系中的受体药理学、切片电生理学和使用激素水平作为读数的动物模型研究。

Kisspeptin-10 作用于哪种受体？

Kisspeptin-10 是 KISS1R 的激动剂，最初被描述为孤儿受体 GPR54。在基于细胞的研究中，受体激活刺激 PIP2 水解、钙动员和 MAP 激酶磷酸化，与 Gq/11 偶联 [1] 一致。

Kisspeptin-10 与较长的 Kisspeptin 有何不同？

较长的内源形式（54、14 和 13 残基）共享相同的 RF-酰胺 C 端序列 [1、2]。 Kisspeptin-10 是共享的 C 端十肽，这使其成为受体研究中方便、短的合成激动剂。

什么是 KNDy 神经元？

KNDy 神经元是弓形核神经元，共表达 Kisspeptin、神经激肽 B 和强啡肽。研究表明，它们产生脉冲 Kisspeptin 信号，驱动啮齿动物和其他动物模型中 GnRH 的释放 [5、6]。我们的 Kisspeptin-10文章 进一步讨论它们。

催产素受体如何发出信号？

OXTR 是一种 A 类 GPCR，主要通过 Gq 蛋白与磷脂酶 C-β 偶联，从而提高细胞内钙 [7]。其高亲和力状态取决于 Mg2+ 和胆固醇，这两者都可以通过受体的晶体结构来解释 [8]。它还可以参与其他信号通路，并通过内化和再循环进行调节 [9]。

有证据表明 Kisspeptin 会影响催产素神经元吗？

在麻醉的雌性大鼠中，Kisspeptin-10 作用于外周，增加视上催产素神经元的放电，通过使迷走神经传入脱敏来阻止这种作用。在那项研究中，中枢 Kisspeptin-10 并未改变放电 [11]。

冻干肽在实验室中应如何储存？

作为一般规则，在 -20°C 下、干燥、避光并在密封容器中。一旦复溶，溶液通常被等分并冷冻，以避免重复冷冻和解冻。看看我们的 存储指南 了解详情。

参考文献

1. Kotani M、Detheux M、Vandenbogaerde A 等。转移抑制基因 KiSS-1 编码 Kisspeptins，这是孤儿 G 蛋白偶联受体 GPR54 的天然配体。 生物化学杂志. 2001;276(37):34631-34636. doi:10.1074/jbc.M104847200
2. Ohtaki T、Shintani Y、本田 S 等。转移抑制基因 KiSS-1 编码 G 蛋白偶联受体的肽配体。 自然. 2001;411(6837):613-617. 号码：10.1038/35079135
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11. 斯科特 V，布朗 CH. Kisspeptin 体内视上核神经元的激活。 内分泌科. 2011;152(10):3862-3870. doi:10.1210/en.2011-1181

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