瘦素的生物學(xué)特性及其與肝病相關(guān)性的研究進(jìn)展

梁萬(wàn)勝，王宏賓

（1.青海大學(xué)，青海 西寧 810016；2.青海大學(xué)附屬醫(yī)院，青海 西寧 810001）

瘦素（Leptin）是一種由白色脂肪組織產(chǎn)生的、多靶器官、功能廣泛的蛋白類激素?？夏岬喜孪隱1]提出，該激素可以調(diào)節(jié)體重，尤其是調(diào)節(jié)脂肪組織的數(shù)量，并受下丘腦新陳代謝控制中心的調(diào)節(jié)，以維持機(jī)體能量代謝平衡。1994年，英國(guó)學(xué)者Zhang等[2]利用定位克隆技術(shù)，首次成功克隆了遺傳性肥胖小鼠（ob/ob小鼠）的肥胖基因，其編碼產(chǎn)物即為瘦素。1998年，Potter等[3]在活化的肝星狀細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)瘦素的mRNA和蛋白質(zhì)后，人們開(kāi)始關(guān)注瘦素與肝病的關(guān)系。鑒于人們對(duì)瘦素認(rèn)識(shí)的不斷深入及其與肝病的密切關(guān)系，本文將對(duì)瘦素的生物學(xué)特性、其與肝病的相關(guān)性進(jìn)行綜述。

1 瘦素的生物學(xué)特性

人類瘦素主要由白色脂肪組織分泌，棕色脂肪、骨骼肌、胃黏膜、胎盤、肝星狀細(xì)胞以及腦組織等的分泌量較少[4]。其主要生理功能[1]包括 ：（1）抑制攝食、增加能量消耗；（2）調(diào)節(jié)生長(zhǎng)發(fā)育；（3）調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)、免疫功能；（4）促進(jìn)上皮細(xì)胞 、血管生長(zhǎng)；（5）調(diào)節(jié)神經(jīng)內(nèi)分泌功能；（6）保護(hù)消化系統(tǒng)功能；（7）維持正常血脂代謝等。

瘦素的分泌具有晝夜節(jié)律性[5]，從20：00至次日3：00為分泌高峰，并呈脈沖性分泌，也有文章報(bào)道在凌晨2：00左右瘦素水平達(dá)高峰，以后逐漸下降，下午1：00達(dá)低谷。此分泌節(jié)律可能與進(jìn)食、性別、肥胖程度、胰島素濃度及下丘腦—垂體軸的變化有關(guān)。Utriainen認(rèn)為夜間血清瘦素水平升高是白天高胰島素的結(jié)果[6]，而Sinha則認(rèn)為與抑制夜間進(jìn)食有關(guān)，進(jìn)食及隨之出現(xiàn)的血糖和胰島素變化對(duì)瘦素晝夜節(jié)律無(wú)明顯影響。女性月經(jīng)周期中瘦素分泌也有變化，黃體期高于卵泡期。

有研究表明，腎臟是瘦素清除的主要器官，腎臟對(duì)瘦素的攝取是一個(gè)高能不飽和過(guò)程，經(jīng)腎小球?yàn)V過(guò)的瘦素主要在近端腎小管降解[7，8]。

影響機(jī)體血清瘦素濃度的因素[9]包括體脂水平、胰島素、糖皮質(zhì)激素以及某些細(xì)胞因子、內(nèi)毒素等，可促進(jìn)瘦素合成；禁食、寒冷、β受體阻滯劑、環(huán)磷酸腺苷和生長(zhǎng)激素等抑制瘦素合成。機(jī)體的體脂量，尤其是腹部脂肪量是影響瘦素分泌的主要因素，因此，女性的平均瘦素水平高于男性[10]。此外，還有學(xué)者認(rèn)為可能是：（1）睪酮可以抑制瘦素的合成與釋放，降低瘦素水平；（2）女性雌二醇可促進(jìn)瘦素的分泌和釋放；（3）皮下脂肪組織中的肥胖基因mRNA表達(dá)較腹部脂肪組織多（女性脂肪囤積以臀部及大腿較多，而男性則以內(nèi)臟脂肪囤積為多），故造成瘦素分泌和釋放較少。

人類瘦素基因定位于染色體7q31.3[2]，分子量16 KD，有3個(gè)內(nèi)顯子2個(gè)外顯子，由167個(gè)氨基酸組成，進(jìn)入血液循環(huán)后氨基末端的21個(gè)氨基酸信號(hào)肽被去除，形成含146個(gè)氨基酸的成熟瘦素，在血液中呈游離型和結(jié)合型，并與其在中樞、外周的多種受體結(jié)合而發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)。瘦素是一種蛋白類激素，具有細(xì)胞因子特性，要想發(fā)揮作用就需與受體結(jié)合。瘦素受體分布廣泛 ，Tartaglia等發(fā)現(xiàn)瘦素受體（OB-R）存在于小鼠脈絡(luò)神經(jīng)叢內(nèi)、下丘腦、大腦、腎臟、心臟、肝臟、肺、脂肪組織及胰島細(xì)胞表面等。其中下丘腦腹內(nèi)側(cè)部、側(cè)部及弓狀核是瘦素作用的主要部位。瘦素受體屬于細(xì)胞激肽類Ⅰ型受體，由細(xì)胞外結(jié)構(gòu)域、跨膜結(jié)構(gòu)域和細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域[5]組成。瘦素受體由長(zhǎng)鏈和短鏈組成，一般認(rèn)為是長(zhǎng)鏈活化后發(fā)揮生物效應(yīng)[11，12]。OB-R磷酸化后通過(guò)經(jīng)典的JAK/STAT[13]通路發(fā)揮作用，有學(xué)者[12]發(fā)現(xiàn)瘦素也可通過(guò)MAPK通路調(diào)節(jié)靶基因表達(dá)。MAPK家族主要成員有p38，ERK1/2和JNK。瘦素引起p38和ERK1/2磷酸化后，ERK1/2可參與靶基因轉(zhuǎn)錄水平調(diào)節(jié)，但是磷酸化的p38既參與靶基因mRNA轉(zhuǎn)錄后的調(diào)節(jié)，也參與靶基因mRNA降解或維持基因的穩(wěn)定。

2 瘦素與肝病

能夠從目前文獻(xiàn)中檢索到的與瘦素相關(guān)的臨床疾病大致有：肥胖癥，肝病，2型糖尿病，心血管疾?。ü谛牟　⒏哐獕海?，婦產(chǎn)科相關(guān)疾病，生殖與腎損害有關(guān)的疾病，惡性腫瘤（宮頸癌、乳腺癌、前列腺癌、胃癌），艾滋病，OSAS（阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征），白血病等。研究發(fā)現(xiàn)，瘦素與脂肪肝、肝炎、肝纖維化及肝硬化等慢性肝病的發(fā)生、發(fā)展有一定關(guān)系，并逐漸成為肝病研究的熱點(diǎn)。

2.1 瘦素與肝炎

盧震亞等[14]研究發(fā)現(xiàn)，慢性乙型肝炎（CHB）患者血清瘦素和瘦素/BMI值顯著增高，且血清瘦素水平與肝纖維化指標(biāo)，如血清透明質(zhì)酸（HA）、Ⅲ型前膠原（PC Ⅲ）、Ⅳ型膠原（C Ⅳ）、層粘連蛋白（LN）呈正相關(guān)，并顯示各型肝炎（急性，慢性輕、中、重度）患者的瘦素水平均高于對(duì)照組，而各型肝炎之間的血清瘦素水平無(wú)顯著性差異，對(duì)肝功能項(xiàng)目進(jìn)行相關(guān)分析，發(fā)現(xiàn)僅與總膽汁酸有一定的相關(guān)性[15]，即瘦素水平越高，膽汁酸水平越高。Widjaja等[16]對(duì)丙型肝炎患者血清瘦素水平的研究也表明丙型肝炎組高于對(duì)照組。但Giannini等[17]則認(rèn)為丙型肝炎病毒所致的肝病組血清瘦素水平與對(duì)照組無(wú)顯著差異，其病情與病毒的負(fù)荷量關(guān)系密切。俞紅等[18]通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論：慢性乙型肝炎患者不論肝功能異常程度如何，其血清瘦素水平均低于正常人，原因?yàn)楦闻K受病毒損傷，病毒持續(xù)感染而引起能量消耗和利用增加，或由于能量攝入輕度減少，由此共同作用而產(chǎn)生一種負(fù)氮平衡，導(dǎo)致體脂含量減少，脂肪細(xì)胞分泌瘦素減少所致。血清瘦素水平在肝炎患者血中升高的原因，F(xiàn)aggion等[19]認(rèn)為是脂肪組織在TNF-a、IL-18等炎性因子刺激下分泌增多，瘦素進(jìn)一步增強(qiáng)淋巴細(xì)胞的作用及巨噬細(xì)胞的吞噬能力而刺激巨噬細(xì)胞分泌TNF-a、IL-6、IL-12等炎性因子，促進(jìn)肝細(xì)胞變性壞死。

2.2 瘦素與脂肪肝

脂肪肝是各種原因引起脂肪代謝障礙，導(dǎo)致脂肪在肝細(xì)胞內(nèi)的異常堆積，臨床上分為酒精性脂肪肝和非酒精性脂肪肝。其中肥胖成為非酒精性脂肪肝的重要病因之一，肝內(nèi)脂肪堆積的程度與體重呈正比。30%～50%的肥胖癥合并脂肪肝，重度肥胖者脂肪肝病變率高達(dá)61%～94%。肥胖者體重得到控制后，其脂肪浸潤(rùn)亦減少或消失。Dayatal在1998年提出的“二次打擊”學(xué)說(shuō)[20]是目前比較流行的脂肪肝發(fā)生機(jī)理，該學(xué)說(shuō)認(rèn)為脂肪代謝障礙引起脂肪在肝臟內(nèi)環(huán)境失衡是肝臟脂肪變性的基礎(chǔ)。Harmelen等研究發(fā)現(xiàn)，皮下脂肪中的瘦素含量是內(nèi)臟脂肪中的兩倍，因而推測(cè)瘦素主要來(lái)源于皮下脂肪，而內(nèi)臟則是其作用的靶器官[21]。Barzilai等[22]研究認(rèn)為，瘦素可能對(duì)內(nèi)臟脂肪有易分解性，當(dāng)大量游離脂肪酸被運(yùn)送到肝臟內(nèi)，而脂質(zhì)在肝臟內(nèi)的合成超過(guò)分解時(shí)就在肝臟積聚進(jìn)而形成脂肪肝。Dagogo-Jacks等研究發(fā)現(xiàn)，生理濃度的胰島素可快速促進(jìn)瘦素產(chǎn)生，并證實(shí)了瘦素—胰島素軸的存在，瘦素抑制胰島素分泌，而胰島素刺激瘦素產(chǎn)生。一旦該軸發(fā)生破壞，將會(huì)造成脂肪代謝紊亂，引起肥胖相關(guān)性疾病，如脂肪肝等。Shivakumar Chiitturi等研究發(fā)現(xiàn)，非酒精性脂肪性肝炎（NASH）患者的瘦素水平升高，進(jìn)一步分析認(rèn)為是胰島素抵抗和（或）瘦素抵抗所致。Kaplan L M等研究發(fā)現(xiàn)，瘦素濃度明顯升高可加重胰島素抵抗，導(dǎo)致血胰島素濃度上升以及肝細(xì)胞胰島素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)改變，促進(jìn)肝細(xì)胞內(nèi)脂肪酸堆積，促使脂肪肝形成[23]。Kakuma等[24]研究認(rèn)為，瘦素通過(guò)降低肝臟固醇調(diào)節(jié)元素結(jié)合蛋白-1的表達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)在肝臟抗脂質(zhì)合成的效應(yīng)，因而一旦產(chǎn)生瘦素抵抗，將促進(jìn)NASH的發(fā)生。

2.3 瘦素基因C2549A多態(tài)性與肝纖維化及肝硬化

Mamas等[25]研究發(fā)現(xiàn)，在瘦素基因5’端未翻譯區(qū)2549位存在C→A多態(tài)性。任偉等[26]應(yīng)用PCR-RFLP（聚合酶鏈反應(yīng)及限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性）方法對(duì)重慶地區(qū)105例正常人瘦素基因啟動(dòng)子2549位核苷酸（C2549A）變異進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，非糖尿病、非高血壓正常人存在瘦素基因C2549A多態(tài)性，A、C等位基因頻率分別為28.1%和71.9%；且瘦素基因的多態(tài)性與個(gè)體空腹血清瘦素水平相關(guān)，高瘦素水平人群A等位基因攜帶者空腹血清瘦素水平更高，而低瘦素水平人群A等位基因攜帶者空腹血清瘦素水平較低，并進(jìn)一步得出空腹血清瘦素水平較低的男性和非肥胖者中A等位基因攜帶者空腹血清瘦素、胰島素抵抗水平明顯低于C等位基因攜帶者；空腹血清瘦素水平較高的女性和肥胖者中A等位基因攜帶者空腹血清瘦素水平明顯高于C等位基因攜帶者。提示瘦素C2549A基因變異與空腹血清瘦素水平有關(guān)，與國(guó)外報(bào)道的結(jié)果[27～29]一致，說(shuō)明瘦素C2549A基因多態(tài)性與瘦素生成的變化有關(guān)，并提示瘦素基因的該多態(tài)性可能影響個(gè)體血清瘦素水平，檢測(cè)瘦素基因型可以早期發(fā)現(xiàn)高基礎(chǔ)瘦素的高危個(gè)體，以便早期干預(yù)。王春萍等[30]運(yùn)用PCRRFLP方法分析肝硬化患者和正常人的C2549A多態(tài)性時(shí)進(jìn)一步證實(shí)了瘦素啟動(dòng)子2549位核苷酸基因多態(tài)性與瘦素生成的變化有關(guān)，其變異雖不影響氨基酸的表型，但影響了氨基酸的表達(dá)。同時(shí)發(fā)現(xiàn)瘦素基因C2549A變異與肝硬化無(wú)相關(guān)性，而且證實(shí)在肝硬化中其變異的獨(dú)立相關(guān)變量為胰島素抵抗。但是李善高等[31]采用不同的基因研究技術(shù)——PCR-HRMA（高分辨率溶解曲線分析）后發(fā)現(xiàn)，肝硬化患者瘦素基因啟動(dòng)子主要突變位點(diǎn)在C2549，而G2548位點(diǎn)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)突變，驗(yàn)證了A位點(diǎn)基因頻率的增高可能和肝硬化有關(guān)。

肝硬化是肝病的中晚期階段，患者大多存在不同程度的營(yíng)養(yǎng)障礙，由于瘦素在維持機(jī)體能量代謝平衡方面發(fā)揮重要作用，因此，瘦素與肝硬化有著密切聯(lián)系。瘦素可能通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞因子分泌以及細(xì)胞因子的介導(dǎo)作用調(diào)節(jié)免疫機(jī)能，從而促進(jìn)肝細(xì)胞變性壞死[15]。2001年，Ikejima等[32]首次證實(shí)了瘦素在肝纖維化形成中起的促進(jìn)作用。他們發(fā)現(xiàn)用四氯化碳誘導(dǎo)小鼠形成的急、慢性肝損傷模型中，給予一定量的瘦素能明顯上調(diào)α1（I）前膠原基因表達(dá)，引起促纖維化因子、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1（TGF-β1）以及HSC活化標(biāo)志α-平滑肌肌動(dòng)蛋白（α-SMA）表達(dá)。Saxena等[11，33]的研究提示瘦素直接作用于HSC促進(jìn)肝纖維化發(fā)生，Tang等[34，35]的研究顯示瘦素致肝纖維化的機(jī)制與TGF-β1密切相關(guān)，二者具有協(xié)同作用。國(guó)內(nèi)外對(duì)瘦素在肝硬化患者中表現(xiàn)異常的結(jié)果報(bào)道不一。

Testa等[36]報(bào)道當(dāng)肝功能衰竭時(shí)，血清瘦素水平升高，而Greco等[37]報(bào)道肝損害越嚴(yán)重，瘦素水平越低。陳鳳媛等[38]認(rèn)為，肝硬化組血清瘦素水平高于對(duì)照組，但無(wú)顯著性差異。樸云峰等[39]報(bào)道肝炎后肝硬化（乙、丙型）組血清瘦素水平與對(duì)照組比較差異不顯著，且在肝硬化組中血清瘦素水平性別差異消失，而酒精性肝硬化組血清瘦素水平高于對(duì)照組。焦秀娟等[40，41]報(bào)道肝炎后肝硬化患者血清瘦素水平較對(duì)照組顯著增高，且血清胰島素水平明顯高于對(duì)照組，胰島素敏感指數(shù)較正常組降低。這與王春萍等[30]的研究結(jié)果相同，肝硬化患者存在高胰島素血癥和胰島素抵抗。俞紅等[18]在排除了肥胖等因素后測(cè)定的肝硬化患者血清瘦素水平低于正常人，高于慢性乙肝患者，而且兩者有顯著性差異。同時(shí)，Ben-Ari等[42]也發(fā)現(xiàn)血清瘦素水平在原發(fā)性膽汁性肝硬化患者中明顯低于正常對(duì)照人群及肝細(xì)胞性肝病患者，并且在膽汁性肝硬化患者中，瘦素與體重指數(shù)無(wú)明顯相關(guān)，原因有待于進(jìn)一步闡明。亦有學(xué)者認(rèn)為[43]肝硬化患者血清瘦素水平與肝功能分級(jí)無(wú)關(guān)。

肝病患者血清瘦素水平各家報(bào)道不一致，引起這些差異的原因有學(xué)者認(rèn)為可能包括研究對(duì)象的選擇及排除標(biāo)準(zhǔn)不同、肝病病因及程度不同、觀察例數(shù)的差異。瘦素與肝病的聯(lián)系是否只通過(guò)脂代謝、HSC及TGF發(fā)生關(guān)系，脂代謝是否是這些關(guān)系的核心環(huán)節(jié)，瘦素和肝臟的炎癥、脂肪變性、纖維化及硬化的關(guān)系仍有待于進(jìn)一步研究。此外，肝內(nèi)活化的HSC等產(chǎn)生的瘦素可能具有重要的局部效應(yīng)，并參與局部其他細(xì)胞或HSC本身的激活和肝臟發(fā)病過(guò)程，因此，瘦素的肝內(nèi)局部效應(yīng)已引起相關(guān)學(xué)者的重視[44]。

通過(guò)本綜述，我們認(rèn)識(shí)到脂肪不只是傳統(tǒng)認(rèn)為的儲(chǔ)備器官，也可能是一個(gè)啟動(dòng)能量平衡調(diào)節(jié)的內(nèi)分泌器官，因此，是否可以將瘦素作為肝病的常規(guī)/輔助監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，或作為一種治療藥物（治療肥胖、不育癥，抗腫瘤）等仍有待進(jìn)一步研究。