介绍
α-内啡肽（α-endorphin）是人体重要的内源性阿片类神经肽，属于内啡肽家族成员，由前阿黑皮素原（POMC）经酶解生成，为含 16 个氨基酸的直链多肽，氨基酸序列为 Tyr-Gly-Gly-Phe-Met-Thr-Ser-Glu-Lys-Ser-Gln-Thr-Pro-Leu-Val-Thr。它主要分布于哺乳动物垂体、中枢神经系统，少量存在于外周神经组织，兼具镇痛、神经调节、心血管调控等多重生理活性。它为水溶性多肽，易溶于水、稀缓冲液。
图一 α-内啡肽
生理作用
作为μ-阿片受体的弱选择性部分激动剂，α-内啡肽可结合 μ、δ 等多种阿片受体，以此介导各类生理效应。相较于 β- 内啡肽，α- 内啡肽镇痛活性较弱，仅为吗啡的 5% 左右，作用温和且无明显成瘾性与镇痛耐受问题，这也是其区别于传统阿片类物质的核心优势。其 N 端保留甲硫氨酸脑啡肽特征结构，是结合阿片受体、发挥生物活性的关键区域，而肽链其余序列则决定了其活性强度与作用时长。
α-内啡肽功能多样。在镇痛与情绪调节上，它可作用于脊髓与脑干神经通路，轻度阻断疼痛信号传导，缓解炎性痛、内脏痛；同时调控中脑边缘系统多巴胺通路，起到舒缓焦虑、改善情绪的效果，无镇静、嗜睡等副作用。在心血管与神经调控方面，相关动物实验证实，高浓度 α- 内啡肽能够抑制迷走神经介导的心动过缓，且抑制效果随浓度升高而增强，作用存在滞后性，给药后数分钟逐渐起效并缓慢恢复基线水平，对基础心率则无明显影响。此外，它还参与内分泌调节，可调控垂体前叶催乳素、生长激素以及垂体后叶抗利尿激素的分泌，参与机体代谢与生殖相关生理过程。
图二 不同浓度的α-内啡肽舒缓心率的作用
制备
早期获取α-内啡肽主要依靠化学固相合成与微生物发酵两种主流方式。化学合成法可制备高纯度产品，但合成长链多肽时工序繁琐，原料损耗大，生产成本居高不下，且合成过程会产生大量有机废液，环保压力大；同时产物分离难度高，易残留合成副产物与内毒素，难以满足医药级产品的质控要求。微生物发酵法虽降低了部分成本，但易出现多肽非特异性修饰、表达量偏低等问题，后续纯化流程依旧复杂，两种方法都难以实现α-内啡肽的大规模、低成本量产，限制了其基础研究与产业化应用。
转基因动物红细胞表达
利用血红蛋白的高表达特性高效生产α-内啡肽，该技术方案简洁高效、优势突出。该体系的核心思路是将编码α-内啡肽的基因序列与人类 α- 珠蛋白基因融合，在两段序列之间插入肠激酶特异性酶切位点，借助基因位点控制区（LCR）技术，让融合蛋白在转基因小鼠的红细胞中大量表达。首先是载体构建，通过PCR技术扩增α-珠蛋白、肠激酶酶切位点以及α-内啡肽的串联基因片段，将其整合至表达载体，构建完整转基因构件；随后将外源DNA显微注射至小鼠受精卵雄原核，培育获得转基因首建鼠及其子代。部分转基因小鼠体内，α- 内啡肽融合蛋白表达量可占总血红蛋白的 47%，且转基因动物及其子代生长状态良好，融合蛋白的高表达不会影响机体健康。
在产物分离与切割环节，依托血红蛋白仅富集于红细胞的特性，仅需通过红细胞裂解、简单离心即可粗提融合血红蛋白，纯化步骤远少于传统方法。由于血红蛋白空间结构致密，内部序列不易被蛋白酶降解，仅珠蛋白 C 端的融合区域可被肠激酶识别切割。在适宜温度与缓冲体系下，使用肠激酶酶解融合蛋白，便可精准释放游离的α-内啡肽。但它序列中存在额外的酶切位点，会造成部分肽段降解，后续可通过优化酶解条件、改造酶切位点来规避该问题。
应用
α- 内啡肽是神经科学、心血管生理学的重要研究工具，被广泛用于阿片受体作用机制、自主神经调控、神经 - 内分泌交互作用等课题研究，助力解析疼痛传导、心率调节等生理通路。凭借温和镇痛、无成瘾性的特点，α- 内啡肽成为新型非成瘾镇痛药物、抗焦虑药物的先导化合物，尤其适用于慢性轻度疼痛、情绪紊乱相关病症的药物开发。目前仍存在部分待优化之处：一方面，α-内啡肽体内半衰期较短，单独用药生物利用度偏低；另一方面，转基因表达体系中存在非特异性酶切问题，会降低目标产物收率[1]。
参考文献
[1]Samonina, G.E., Karazeeva, E.P. Vagoinhibitory action of alpha-endorphin. Bull Exp Biol Med 111, 207–209 (1991).
[2]Sharma A, Khoury-Christianson AM, White SP, Dhanjal NK, Huang W, Paulhiac C, Friedman EJ, Manjula BN, Kumar R. High-efficiency synthesis of human alpha-endorphin and magainin in the erythrocytes of transgenic mice: a production system for therapeutic peptides. Proc Natl Acad Sci U S A. 1994 Sep 27;91(20):9337-41. doi: 10.1073/pnas.91.20.9337. PMID: 7937766; PMCID: PMC44807.