趙佳慧，趙梓娟，陳 雨，馬 賁，劉思弟，曹中贊，欒新紅

（ 沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)與醫(yī)學(xué)學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110161 ）

現(xiàn)有研究中，脂肪組織被證實(shí)為一種通過(guò)分泌多種激素調(diào)節(jié)各種生理功能的重要內(nèi)分泌器官。脂聯(lián)素是一種由脂肪組織分泌產(chǎn)生的特異性細(xì)胞因子，因其多效性受到學(xué)界的極大關(guān)注。除具有調(diào)節(jié)糖脂代謝、改善胰島素抵抗等作用外，脂聯(lián)素還被發(fā)現(xiàn)能夠通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞因子直接影響炎癥反應(yīng)的發(fā)生和發(fā)展。文章通過(guò)探討脂聯(lián)素通過(guò)炎癥因子及其他信號(hào)傳導(dǎo)通路發(fā)揮抗炎作用的機(jī)制，以期為基于脂聯(lián)素信號(hào)途徑的抗炎藥物的開(kāi)發(fā)提供一定參考。

1 脂聯(lián)素的生理作用

1995 年，Scherer 等利用消減cDNA 篩選技術(shù)，在小鼠3T3-L1 脂肪細(xì)胞中首次發(fā)現(xiàn)了脂聯(lián)素[1]。脂聯(lián)素是脂肪組織分泌的一種重要的蛋白激素，煙酸可以通過(guò)激活β-羥丁酸（BHBA）的受體GPR109A 促進(jìn)脂聯(lián)素的分泌[2]，脂肪細(xì)胞分泌脂聯(lián)素受到BHBA 對(duì)脂肪細(xì)胞代謝過(guò)程間接調(diào)控[3]。最初研究表明，脂聯(lián)素能夠在脂肪細(xì)胞中表達(dá)；后續(xù)研究發(fā)現(xiàn)，脂聯(lián)素在小鼠體外培養(yǎng)的骨骼肌細(xì)胞、豬子宮和胎盤、唾液腺上皮細(xì)胞、肌細(xì)胞、肌成纖維細(xì)胞等其他非脂肪細(xì)胞中也能夠表達(dá)[4]。脂聯(lián)素一旦被分泌，會(huì)被30 kDa的單體蛋白質(zhì)翻譯修飾成低分子量（三聚體）、中分子量（六聚體）和高分子量等不同的多聚體[5]。牛脂聯(lián)素由240個(gè)氨基酸組成，獼猴脂聯(lián)素由243個(gè)氨基酸組成[6]。

脂聯(lián)素的球狀結(jié)構(gòu)域在血液循環(huán)中具有較強(qiáng)的生物學(xué)活性，在與其受體AdipoR1 和AdipoR2 結(jié)合時(shí)，脂聯(lián)素會(huì)發(fā)生一系列信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)事件。這些信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)事件包含同源域、亮氨酸拉鏈基序和磷酸酪氨酸結(jié)合域的銜接蛋白調(diào)節(jié)，其中銜接蛋白直接結(jié)合AdipoR1 和AdipoR2 的細(xì)胞內(nèi)區(qū)域[7]。研究發(fā)現(xiàn)，脂聯(lián)素通過(guò)其他蛋白激酶與AdipoR1結(jié)合的方式，提高PPARα配體活性，進(jìn)而介導(dǎo)葡萄糖和脂肪酸代謝的過(guò)程，改善機(jī)體能量穩(wěn)態(tài)[8]。脂聯(lián)素與AdipoR2結(jié)合可以激活肝組織中PPARα，通過(guò)沉默信息調(diào)節(jié) 蛋 白1（SIRT1）/PPARα/核 孤 兒 受 體-γt（ROR-γt）（SIRT1/PPARγ/RORγt）的通路，抑制細(xì)胞因子白細(xì)胞介素-17（IL-17）及其相關(guān)因子白細(xì)胞介素-6（IL-6）、Th17 細(xì)胞轉(zhuǎn)錄因子以及促炎基因的表達(dá)、致病性Th17 細(xì)胞分化[9]。此外，脂聯(lián)素可通過(guò)AdipoR1 激活肝細(xì)胞PI3K-Akt的通路，在調(diào)節(jié)胰島素抵抗、細(xì)胞增殖和細(xì)胞凋亡等方面發(fā)揮主導(dǎo)作用。

脂聯(lián)素在抗炎、調(diào)脂、降糖、胰島素增敏等多方面具有生物學(xué)效應(yīng)[8]，主要包含以下幾個(gè)方面：脂聯(lián)素可以通過(guò)刺激AMPK 磷酸化、抑制糖異生、抑制游離脂肪酸誘生胰島素的信號(hào)通路等方式，緩解胰島素抵抗癥狀，并提高胰島素敏感性。脂聯(lián)素可通過(guò)改變巨噬細(xì)胞功能的方式抑制內(nèi)皮炎癥，同時(shí)保護(hù)血管。脂聯(lián)素可通過(guò)促進(jìn)角質(zhì)細(xì)胞增殖的方式促進(jìn)傷口愈合。脂聯(lián)素可通過(guò)維持腸上皮細(xì)胞存活和抗炎的作用保護(hù)結(jié)腸。脂聯(lián)素可以減輕由于超負(fù)荷狀態(tài)導(dǎo)致的心肌肥大時(shí)心臟的壓力，緩沖心肌梗死后的病理性心臟重塑，從而保護(hù)心臟。脂聯(lián)素可以降低腎足細(xì)胞的蛋白滲透性和氧化應(yīng)激，從而保護(hù)腎臟。脂聯(lián)素是迄今發(fā)現(xiàn)唯一的抑制肥胖的特異性蛋白[10]。脂聯(lián)素與AdipoR1 和AdipoR2 的受體作用，通過(guò)相應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路調(diào)控膽固醇的代謝過(guò)程，抑制脂類的合成以及促進(jìn)脂肪酸氧化來(lái)調(diào)節(jié)脂類的代謝過(guò)程[11]。此外，脂聯(lián)素在動(dòng)物生殖中也起到重要作用[4]。

2 炎癥的概述

2.1 炎癥的概念

炎癥是動(dòng)物機(jī)體對(duì)外界刺激或者身體內(nèi)刺激產(chǎn)生的防御性反應(yīng)。免疫細(xì)胞的遷移、駐足或循環(huán)等情況能夠觸發(fā)炎癥反應(yīng)。炎癥會(huì)導(dǎo)致機(jī)體發(fā)熱、痛覺(jué)過(guò)敏、增加睡眠時(shí)間、提高宿主的防御功能[12]。

2.2 炎癥產(chǎn)生的原因

致炎因子包括生物性因子、物理性因子、機(jī)械性因子和免疫性因子等。生物性因子是最常見(jiàn)的外源性致炎因素，能夠侵害局部組織、侵入血液或淋巴細(xì)胞循環(huán)引起全身炎癥感染。高溫、燒傷、燙傷、紫外線、放射性物質(zhì)、低溫凍傷等屬于物理性因子?；瘜W(xué)性致炎因子包括外源性化學(xué)物質(zhì)（如強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等腐蝕性物質(zhì)及松節(jié)油、芥子氣等）和內(nèi)源性化學(xué)毒物（如疾病過(guò)程中堆積于體內(nèi)的代謝物以及一些壞死組織的分解產(chǎn)物等）。扭傷、挫傷等各種機(jī)械力造成的創(chuàng)傷屬于機(jī)械性因子。致敏T 淋巴細(xì)胞屬于免疫性因子，當(dāng)其再次接觸相關(guān)抗原會(huì)造成各種類型的過(guò)敏反應(yīng)，釋放淋巴因子，造成局部組織的損傷和炎癥[13]。

2.3 炎癥的病理變化

細(xì)胞內(nèi)炎癥信號(hào)主要包括轉(zhuǎn)錄激活因子、Janus 酪氨酸激酶、絲裂原活化蛋白激酶、核因子-κB（nuclear factor kappa-B，NF-κB）等信號(hào)通路。炎癥的級(jí)聯(lián)反應(yīng)是一種通過(guò)監(jiān)測(cè)病原體損傷、發(fā)出損傷或壞死信號(hào)的方式，使損傷信號(hào)被細(xì)菌系編碼受體識(shí)別的反應(yīng)過(guò)程。一旦配體識(shí)別完成后，Toll 樣受體家族（TLRs）激活共同的信號(hào)通路，并最終使與抑制蛋白（inhibitor of NF-κB，IκB）結(jié)合的失活狀態(tài)的NF-κB得到釋放。激活的NF-κB與靶細(xì)胞核的基因結(jié)合，完成轉(zhuǎn)錄上調(diào)，結(jié)合趨化因子和各種刺激分子促進(jìn)效應(yīng)細(xì)胞的招募，將中性粒細(xì)胞聚集到干擾地點(diǎn)。中性粒細(xì)胞通過(guò)脫顆粒過(guò)程釋放的有毒化學(xué)物質(zhì)，包括高活性氧、氮以及各種蛋白酶，會(huì)損傷病原體和宿主，并誘導(dǎo)周圍組織液化以避免微生物轉(zhuǎn)移。上述相互作用的最終結(jié)果導(dǎo)致了炎癥的經(jīng)典臨床反應(yīng)：紅、腫、熱、痛和功能喪失[14]。

3 脂聯(lián)素與炎癥的關(guān)系

脂聯(lián)素主要通過(guò)激活其受體作用于炎性細(xì)胞、抑制NF-κB的活化、調(diào)控腫瘤壞死因子（TNF-α）產(chǎn)生[15]參與炎癥反應(yīng)過(guò)程。

3.1 脂聯(lián)素與炎性細(xì)胞

脂聯(lián)素受體AdipoR1 和AdipoR2 在外周血液中的單核細(xì)胞、NK 細(xì)胞、T 淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞等均可以被表達(dá)[16]。脂聯(lián)素可以阻止單核細(xì)胞的生長(zhǎng)，抑制巨噬細(xì)胞的功能，抑制巨噬細(xì)胞向泡沫細(xì)胞的轉(zhuǎn)化[17]。研究表明，脂聯(lián)素水平升高可以有效地促進(jìn)中間膽固醇的逆向轉(zhuǎn)運(yùn)，減少巨噬細(xì)胞對(duì)反應(yīng)蛋白的攝取量[18]，抑制脂類的聚集，最終使膽固醇和甘油三酯的合成量大大減少，并使巨噬細(xì)胞無(wú)法形成泡沫細(xì)胞。由于缺乏脂質(zhì)積累，脂聯(lián)素可能阻止慢性炎癥性疾病的發(fā)生，如動(dòng)脈粥樣硬化癥。因此，脂聯(lián)素通過(guò)有效抑制A 類清道夫受體（A 型MSR）增加及外排轉(zhuǎn)運(yùn)體表達(dá)的方式，抑制單核或巨噬細(xì)胞的遷移以及血管壁巨噬細(xì)胞向泡沫細(xì)胞的轉(zhuǎn)化，從而抑制炎癥發(fā)展過(guò)程及動(dòng)脈粥樣硬化的形成。

3.2 脂聯(lián)素與NF-κB

脂聯(lián)素對(duì)NF-κB既具有抑制作用，又具有激活作用。NF-κB 和激活蛋白1 是兩個(gè)關(guān)鍵酶：c-Jun 氨基末端激酶（JNK）和NF-κB 抑制物激酶（IKK）的主要炎癥轉(zhuǎn)錄因子[19]。脂聯(lián)素可以抑制NF-κB被激活，抑制前炎性細(xì)胞因子、促進(jìn)抗炎細(xì)胞生長(zhǎng)因子的產(chǎn)生，從而抑制炎癥信號(hào)通路中激酶的活化。

NLRP3 炎癥小體是先天性免疫系統(tǒng)反應(yīng)中具有最強(qiáng)模式識(shí)別受體的炎癥小體，能夠誘導(dǎo)白細(xì)胞介素-18（IL-18）、白細(xì)胞介素-1β（IL-1β）等促炎癥因子釋放[20]。NLRP3炎癥小體需要2個(gè)信號(hào)激活，一個(gè)是對(duì)NF-κB通路的刺激即轉(zhuǎn)錄過(guò)程，此時(shí)病原相關(guān)分子模式被細(xì)胞表面的Toll 樣受體感知，誘導(dǎo)NF-κB 的活化；NF-κB 被激活后與DNA 結(jié)合，使NLRP3 前體蛋白和IL-1β 蛋白進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和翻譯，而后轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核中[21]。另一個(gè)是觸發(fā)NLRP3炎癥小體的組裝并導(dǎo)致其刺激即寡聚，如產(chǎn)生活性氧（ROS）、K+外流、組織蛋白酶釋放和Ca2+內(nèi)流等?；钚訬LRP3炎癥小體、ASC 將pro-caspase-1 的募集前體裂解為活性caspase-1，caspase-1又稱IL-1β轉(zhuǎn)化酶，通過(guò)激活炎癥因子IL-1β 和IL-18 的方式促進(jìn)其釋放參與調(diào)控炎癥反應(yīng)、蛋白酶級(jí)聯(lián)反應(yīng)和細(xì)胞凋亡等，從而放大炎癥反應(yīng)[22-23]。ROS 和NF-κB 通路的激活是關(guān)鍵的上游信號(hào)，阻斷其激活可以抑制NLRP3炎癥小體的激活。研究表明，脂聯(lián)素治療炎癥后可以抑制NLRP3 蛋白和炎性細(xì)胞因子IL-1β 及IL-18 的表達(dá)[24]。因此，脂聯(lián)素對(duì)炎癥可以起到一定的對(duì)抗作用。脂聯(lián)素還可通過(guò)激活自然殺傷細(xì)胞中AMPK 通路的方式，抑制NF-kB通路的活化[25]。

3.3 脂聯(lián)素與TNF-α

巨噬細(xì)胞分泌的TNF-α 是炎癥發(fā)生反應(yīng)進(jìn)行級(jí)聯(lián)反應(yīng)中至關(guān)重要的始動(dòng)因子，可上調(diào)細(xì)胞間黏附分子1（ICAM-1）的表達(dá)，促使中性粒細(xì)胞釋放更多炎性因子。脂聯(lián)素可以刺激巨噬細(xì)胞產(chǎn)生抗炎細(xì)胞因子白細(xì)胞介素-10（IL-10），并抑制TNF-α誘導(dǎo)的單核細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞表面黏附分子的表達(dá)，阻止Toll 樣受體在巨噬細(xì)胞中介導(dǎo)NF-κB 活化[26]。還有研究發(fā)現(xiàn)，TNF-α 和脂聯(lián)素之間相互制約，脂聯(lián)素還可以抑制巨噬細(xì)胞中LPS誘導(dǎo)TNF-α基因的表達(dá)[27]。

3.4 脂聯(lián)素的抗炎作用及其機(jī)制

機(jī)體存在慢性炎癥時(shí)，其C 反應(yīng)蛋白、白細(xì)胞介素-6（IL-6）及TNF-α 等炎性因子水平均高于正常值。脂聯(lián)素通過(guò)調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞功能抑制炎癥發(fā)生，巨噬細(xì)胞被干擾素-γ（IFN-γ）和TNF-α 誘導(dǎo)物極化至M1 狀態(tài)。M1 巨噬細(xì)胞上調(diào)促炎細(xì)胞因子，并增加ROS 中間產(chǎn)物的生成數(shù)量。與之相反，白細(xì)胞介素-13（IL-13）和白細(xì)胞介素-4（IL-4）將巨噬細(xì)胞極化到M2狀態(tài)，M2巨噬細(xì)胞能夠上調(diào)甘露糖、清道夫和白細(xì)胞介素-1（IL-1）受體拮抗劑。同時(shí)，M2 細(xì)胞還能夠分泌抗炎細(xì)胞因子IL-10，下調(diào)促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生。有研究表明，脂聯(lián)素能夠促進(jìn)巨噬細(xì)胞極化到M2狀態(tài)[28]。脂聯(lián)素能夠抑制成熟巨噬細(xì)胞的吞噬功能和TNF-α 等細(xì)胞因子的產(chǎn)生，單核細(xì)胞通過(guò)細(xì)胞間黏附分子-1（iICAM-1，也稱CD54）和內(nèi)皮細(xì)胞表面ICAM-1受體的結(jié)合進(jìn)行黏附。單核細(xì)胞趨化蛋白-1（MCP-1）作為信號(hào)肽可幫助單核細(xì)胞黏附在內(nèi)皮血管上；而TNF-α可以通過(guò)激活NF-κB進(jìn)一步促進(jìn)更多的單核細(xì)胞在細(xì)胞表面的激活與黏附，從而出現(xiàn)炎癥綜合征[29]。生理濃度的脂聯(lián)素能夠通過(guò)抑制NF-κB 途徑上調(diào)黏附分子的表達(dá)，使血管細(xì)胞黏附因子-1(VCAM-1）、內(nèi)皮細(xì)胞白細(xì)胞黏附分子-1（ELAM-1）和ICAM-1 等黏附于細(xì)胞內(nèi)皮并向內(nèi)膜遷移[30]。C 反應(yīng)蛋白是全身炎癥的重要標(biāo)志物，是以IL-6、TNF-α等因子通過(guò)對(duì)上皮細(xì)胞及肝細(xì)胞的激活合成的一種急性蛋白，是反應(yīng)炎癥嚴(yán)重程度的敏感指標(biāo)之一[31]。脂聯(lián)素能夠調(diào)節(jié)C 反應(yīng)蛋白的濃度[32]，而C 反應(yīng)蛋白與血漿脂聯(lián)素水平呈負(fù)相關(guān)。

TNF-α 作為全身炎癥反應(yīng)中一個(gè)最為活躍的促炎因子，而血清脂聯(lián)素對(duì)其具有一定的抑制作用。血清脂聯(lián)素的激活均是在球狀結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)，其三維結(jié)構(gòu)與TNF-α 具有一定相似性。結(jié)構(gòu)相似性決定活動(dòng)路徑的相似，因此，血清脂聯(lián)素與TNF-α 共享NF-κB 信號(hào)通路，抑制TNF-α的生成，從而減輕TNF-α對(duì)內(nèi)皮血管的傷害，并實(shí)現(xiàn)對(duì)炎癥的調(diào)控作用[30]。脂聯(lián)素還可以通過(guò)激活環(huán)磷酸腺苷/蛋白激酶A（cAMP/PKA）信號(hào)通路抑制NF-κB 中IK-BA 的磷酸化，并抑制NF-κB的發(fā)生路徑，以降低TNF-α介導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞的受損程度，減少炎癥的發(fā)生[30]。有氧運(yùn)動(dòng)可以提高敲除載脂蛋白E的畜體組織中脂聯(lián)素的水平，降低了主動(dòng)脈VCAM-1、NF-κB、SR-A mRNA 及蛋白的表達(dá)。進(jìn)一步研究表明，有氧運(yùn)動(dòng)可以通過(guò)提高機(jī)體脂聯(lián)素水平的方式影響動(dòng)脈粥樣硬化的形成和發(fā)展過(guò)程，但有氧運(yùn)動(dòng)逆轉(zhuǎn)動(dòng)脈粥樣硬化的作用并非無(wú)限[33]。

4 脂聯(lián)素在炎癥相關(guān)疾病中的作用

高表達(dá)的TNF-α 因子可誘導(dǎo)炎癥因子的分泌進(jìn)而引發(fā)壞死性炎癥，是非酒精性脂肪肝的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[34-35]。高脂飲食會(huì)導(dǎo)致炎癥細(xì)胞在肝臟內(nèi)廣泛浸潤(rùn)，釋放TNF-α和IL-6因子，進(jìn)而損傷肝臟。而染料木素可緩解炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)，減少炎癥因子聚集，從而改善肝臟病變。因此，染料木素可以提高高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖小鼠脂聯(lián)素的mRNA表達(dá)，從而減少炎癥因子的數(shù)量，治療脂肪肝[36]。

潰瘍性結(jié)腸炎是以腹瀉為主要癥狀，并伴有陣發(fā)性結(jié)腸痙攣性疼痛的慢性炎癥性腸病。臨床研究顯示，脂聯(lián)素與潰瘍性結(jié)腸炎的患畜體內(nèi)炎癥因子水平密切相關(guān)，炎癥因子的水平能夠反映疾病程度，并影響體內(nèi)TLR/NF-κB信號(hào)通路相關(guān)蛋白的表達(dá)。黃芪多糖（AP）可能通過(guò)調(diào)節(jié)脂聯(lián)素/TLR/NF-κB 信號(hào)通路的方式抑制炎癥因子的釋放，抑制潰瘍性結(jié)腸炎小鼠的炎癥反應(yīng)[37]。

強(qiáng)直性脊柱炎（AS）是一種侵犯脊柱，最后形成骨性強(qiáng)直和骨贅的慢性炎癥疾病。AS外周關(guān)節(jié)的病變可能被脂聯(lián)素所影響。Gonzalez-Lopez等[38]研究發(fā)現(xiàn)，AS使血清中TNF-α 和瘦素的含量升高，但I(xiàn)L-6 的含量與兩者的脂聯(lián)素水平無(wú)明顯差異。

圍產(chǎn)期奶牛酮病多由能量代謝障礙[39]導(dǎo)致的能量供應(yīng)不足所引起，機(jī)體動(dòng)員體脂滿足能量需求，導(dǎo)致體脂不完全氧化，表現(xiàn)為高BHBA、高非酯化脂肪酸（NEFA）。高BHBA可以顯著上調(diào)自噬相關(guān)基因的表達(dá)，促進(jìn)中性粒細(xì)胞自噬，降低免疫功能，這也是酮病奶牛更容易感染乳房炎和子宮內(nèi)膜炎的原因。張輝等[40]研究表明，高NEFA 和高濃度BHBA 可以明顯抑制脂聯(lián)素mRNA 的表達(dá)。脂聯(lián)素可顯著降低高BHBA 引起的自噬基因的表達(dá)，由此可知，脂聯(lián)素是治療圍產(chǎn)期酮病奶牛的關(guān)鍵因素[41]。

骨關(guān)節(jié)炎（OA）是一種常見(jiàn)于膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)或脊柱的慢性退行性關(guān)節(jié)炎。鄭雙等[42]推測(cè)，脂聯(lián)素可能具有保護(hù)關(guān)節(jié)軟骨的作用。左偉等[43]研究發(fā)現(xiàn)，脂聯(lián)素促進(jìn)骨關(guān)節(jié)炎滑膜細(xì)胞前列腺素E2 的合成，進(jìn)而在骨關(guān)節(jié)炎中起到前炎癥因子的作用。駱家偉等[44]研究表明，脂聯(lián)素水平的降低可能與其通過(guò)向關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射透明質(zhì)酸能夠有效治療Kellgren-Lawrence-2 級(jí)疼痛患者膝關(guān)節(jié)炎有關(guān)。盡管大多數(shù)研究表明，脂聯(lián)素可能對(duì)代謝相關(guān)的疾病具有保護(hù)作用；但也有研究表明，血漿脂聯(lián)素的水平可能與冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病的死亡率成正比。因此，仍需要更加關(guān)注脂聯(lián)素復(fù)雜的分子作用機(jī)制方面的研究[45]。

5 結(jié)論

綜上所述，作為脂肪組織分泌的一種重要的蛋白質(zhì)類激素，脂聯(lián)素能夠通過(guò)結(jié)合其受體，在抗炎、調(diào)脂、降糖、胰島素增敏等方面發(fā)揮重要的生物學(xué)作用，尤其在機(jī)體炎癥相關(guān)疾病的發(fā)生和發(fā)展中，脂聯(lián)素可通過(guò)調(diào)控NF-κB 等相關(guān)炎癥信號(hào)通路，作用于炎性細(xì)胞，調(diào)節(jié)TNF-α等炎性因子分泌參與調(diào)控炎癥過(guò)程。