瘦素在炎癥性腸病中作用的研究進(jìn)展

郭云萍 孫哲 連海峰

濱州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院消化內(nèi)科，山東 256600

炎癥性腸?。╥nflammatory bowel disease，IBD）是一種反復(fù)發(fā)作的慢性非特異性腸道炎癥疾病，包括潰瘍性結(jié)腸炎（ulcerative colitis，UC）和克羅恩病（Crohn′s disease，CD）。目前，IBD 的發(fā)病機(jī)制尚不完全清楚，多數(shù)研究認(rèn)為遺傳易感性、環(huán)境、應(yīng)激反應(yīng)、免疫及腸道因素的相互作用最終導(dǎo)致腸道的慢性炎性反應(yīng)［1］。隨著社會(huì)現(xiàn)代化、工業(yè)化的進(jìn)展，IBD 在我國(guó)發(fā)病率呈明顯增高趨勢(shì)，給家庭和社會(huì)帶來(lái)沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)［2］。由于其反復(fù)發(fā)作及不可治愈，IBD 患者廣泛存在焦慮與抑郁情緒障礙。IBD 患者存在腸腦間的相互作用，情緒障礙通過(guò)引起腦腸軸的過(guò)度活躍產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)，加重腸道炎癥及腸道癥狀，而慢性胃腸道癥狀可以作為一種慢性應(yīng)激源進(jìn)一步加重患者焦慮與抑郁狀態(tài)，由此形成惡性循環(huán)，增加IBD復(fù)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)［3］。瘦素作為由脂肪細(xì)胞分泌的促炎因子，在IBD 中存在高表達(dá)。瘦素已被證實(shí)可以通過(guò)調(diào)節(jié)免疫功能、破壞腸黏膜屏障、調(diào)節(jié)情緒障礙等影響因素加重腸道炎癥［4］。因此，瘦素在IBD中的作用機(jī)制尤為重要，本文主要就瘦素在IBD 中作用機(jī)制的研究進(jìn)展做一綜述。

1 瘦素調(diào)節(jié)免疫功能參與IBD

瘦素作為由脂肪組織分泌的、與腸道炎癥相關(guān)的脂肪因子之一，可以通過(guò)與瘦素長(zhǎng)型受體結(jié)合調(diào)節(jié)所有免疫細(xì)胞，導(dǎo)致腫瘤壞死因子α（tumour necrosis factor，TNF-α）、白介素6（interleukin，IL-6）和IL-12 的產(chǎn)生，同時(shí)它還可以與TNF-α協(xié)同作用，激活巨噬細(xì)胞，并在中性粒細(xì)胞中產(chǎn)生活性氧，從而發(fā)揮促炎抗炎作用［5］，使機(jī)體處于穩(wěn)態(tài)。多項(xiàng)證據(jù)證明，瘦素可以通過(guò)調(diào)節(jié)免疫功能參與IBD 疾病進(jìn)程，例如缺乏瘦素基因的小鼠可以免受硫酸葡聚糖鈉（dextran sodium sulfate，DSS）誘導(dǎo)的結(jié)腸炎［6］，但目前關(guān)于 IBD 患者血清瘦素水平變化仍存在一定爭(zhēng)議。多數(shù)研究認(rèn)為，IBD患者血清瘦素水平升高。有明確研究表明，UC 急性加重期患者血清瘦素水平明顯高于緩解期，同時(shí)伴隨IL-1、TNF-α等細(xì)胞因子的增加［7］。瘦素可以通過(guò)影響調(diào)節(jié)性T 淋巴細(xì)胞的反應(yīng)性和功能來(lái)影響IBD病程，并與循環(huán)T淋巴細(xì)胞的減少和結(jié)腸炎疾病嚴(yán)重程度的增加相關(guān)［8］。一項(xiàng)動(dòng)物研究發(fā)現(xiàn)，血漿瘦素濃度在用三硝基苯磺酸（trinitro benzene sulfonic，TNBS）誘導(dǎo)大鼠結(jié)腸炎 8 h 后增加了 4 倍（P＜0.01），且與大鼠的炎癥程度、厭食和體質(zhì)量下降顯著相關(guān)（P＜0.01）。但在TNBS誘導(dǎo)結(jié)腸炎的第5天，血漿瘦素水平出現(xiàn)降低。這種二次低表達(dá)可能有以下幾個(gè)原因。⑴TNBS 誘導(dǎo)的結(jié)腸炎大鼠的體質(zhì)量比對(duì)照組減輕10%，脂肪組織質(zhì)量減少，這可能降低了血漿瘦素濃度。⑵由于TNBS 大鼠在前4 d 進(jìn)食量嚴(yán)重減少，而瘦素在進(jìn)食后表達(dá)增強(qiáng)，禁食后表達(dá)降低。這也進(jìn)一步解釋了少數(shù)研究發(fā)現(xiàn)IBD 患者血清瘦素水平降低，這可能與個(gè)體差異性及長(zhǎng)期疾病消耗導(dǎo)致的消瘦有關(guān)［9-10］。此外，國(guó)外研究還發(fā)現(xiàn)應(yīng)用聚乙二醇化瘦素拮抗劑可以抑制IL-10-/-小鼠慢性實(shí)驗(yàn)性結(jié)腸炎的發(fā)展，未來(lái)通過(guò)抑制瘦素活性可能為IBD 的治療提供新的治療策略［11］。

2 瘦素調(diào)節(jié)腸黏膜屏障參與IBD

2.1 瘦素激活瘦素受體依賴(lài)的信號(hào)通路破壞腸黏膜屏障 UC 和CD 患者的內(nèi)鏡下表現(xiàn)均為黏膜潰瘍樣變，因此腸黏膜屏障的破壞和損傷是IBD 發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的關(guān)鍵因素，其完整性與細(xì)胞間蛋白的緊密連接（tight junction，TJ）密切相關(guān)。TJ是正常上皮細(xì)胞與細(xì)胞黏附的重要功能組成部分，它們通過(guò)機(jī)械的方式連接細(xì)胞，形成上皮屏障，阻止細(xì)胞間的大分子運(yùn)輸，維持上皮細(xì)胞極性［12］。有臨床數(shù)據(jù)表明，UC 患者活動(dòng)期結(jié)腸灌洗液中的瘦素水平是對(duì)照組的15 倍［13］。研究發(fā)現(xiàn)，瘦素處理后的 Caco-2BBe 細(xì)胞出現(xiàn)細(xì)胞通透性增加，于是進(jìn)一步檢測(cè)了Caco-2Bbe細(xì)胞瘦素信號(hào)通路的變化，發(fā)現(xiàn)瘦素處理后的Caco-2BBE 細(xì)胞JAK/STAT、PI3K-Akt和ERK1/2通路均發(fā)生磷酸化，而經(jīng)過(guò)信號(hào)通路抑制劑預(yù)處理后完全逆轉(zhuǎn)了瘦素誘導(dǎo)的細(xì)胞旁通透性的增加［14］。Le 等［15］還發(fā)現(xiàn)，向大鼠腹腔注射瘦素可以增加大鼠結(jié)腸組織的細(xì)胞旁通透性，并利用人類(lèi)結(jié)腸上皮細(xì)胞（HT29-19A）進(jìn)一步研究了瘦素對(duì)結(jié)腸上皮細(xì)胞TJ 結(jié)構(gòu)和通透性的影響，發(fā)現(xiàn)瘦素處理的HT29-19A 細(xì)胞其TJ 和F-肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架解體，而用ROCK 抑制劑預(yù)處理后可抑制這種解體。綜上所述，瘦素可以通過(guò)激活瘦素受體依賴(lài)的信號(hào)通路或直接改變腸上皮細(xì)胞TJ完整性的方式來(lái)參與IBD的發(fā)生發(fā)展。

2.2 瘦素調(diào)控MMPs表達(dá)破壞腸黏膜屏障 近幾年研究發(fā)現(xiàn)，基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMPs）也參與了IBD 腸黏膜屏障的損害。MMPs 是一大類(lèi)鋅依賴(lài)的蛋白水解酶，可以通過(guò)裂解細(xì)胞外基質(zhì)的一個(gè)或多個(gè)組分，參與細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）的重構(gòu)和降解。Dempsey 等［16］通過(guò)應(yīng)用5%DSS誘導(dǎo)大鼠出現(xiàn)急性結(jié)腸炎，并通過(guò)測(cè)定其結(jié)腸MMPs 的表達(dá)發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，DSS 組大鼠結(jié)腸黏膜的MMP9mRNA、MMP2mRNA 表達(dá)均有明顯升高（P=0.026 3、P＜0.001 0），且MMP9和MMP2活性也明顯增加（P＜0.000 1、P=0.013 2）。同樣也在IBD 患者的腸黏膜上皮炎性細(xì)胞中檢測(cè)到基質(zhì)蛋白酶MMP-7、MMP-2、MMP-9 表達(dá)的升高，特別是潰瘍邊緣的腸上皮細(xì)胞，而且在IBD 中升高的MMP7 可以直接破壞緊密連接Claudin1/7，從而引起腸黏膜破壞［17-18］。盡管沒(méi)有證據(jù)證明瘦素在IBD 患者中直接調(diào)控MMPs，但其他研究領(lǐng)域研究發(fā)現(xiàn)瘦素可以通過(guò)MAPK/ERK/JNK信號(hào)通路上調(diào)平滑肌細(xì)胞MMP-9 的表達(dá)，促進(jìn)頸動(dòng)脈斑塊破裂［19］。因此，推測(cè)在 IBD 患者中存在 leptin/MMP/Claudin信號(hào)通路的異常，導(dǎo)致IBD患者腸黏膜破壞。

綜上所述，瘦素可以通過(guò)多種途徑改變IBD 患者腸黏膜屏障，導(dǎo)致腸黏膜通透性增高，進(jìn)而影響IBD 患者的預(yù)后，明確瘦素在IBD 患者腸黏膜破壞中作用的具體信號(hào)通路及作用機(jī)制，可以為更好地治療和改善IBD 提供理論基礎(chǔ)。

3 瘦素參與調(diào)節(jié)IBD患者情緒障礙

與焦慮和抑郁相關(guān)的心理癥狀越來(lái)越多地被認(rèn)為是IBD 患者的重要共病，心理疾病并存的IBD 患者其住院風(fēng)險(xiǎn)、急診就診風(fēng)險(xiǎn)均顯著增加，且他們的就業(yè)率顯著低于沒(méi)有焦慮或抑郁的IBD 患者［20］，給患者及醫(yī)療系統(tǒng)都帶來(lái)了沉重的負(fù)擔(dān)。最新發(fā)表的一項(xiàng)關(guān)于IBD 的前瞻性臨床研究發(fā)現(xiàn)，IBD 患者存在腸腦間的相互作用，即我們所說(shuō)的“腦腸軸”。腸道炎癥活動(dòng)與情緒障礙是雙向影響的［21］。焦慮抑郁等情緒障礙通過(guò)腦腸軸作用于外周神經(jīng)系統(tǒng)及腸神經(jīng)系統(tǒng)影響腸道動(dòng)力、腸道激素分泌、免疫等因素加重IBD 患者的臨床癥狀并增加復(fù)發(fā)可能性。反復(fù)發(fā)作的胃腸道癥狀作為一種慢性應(yīng)激導(dǎo)致IBD 患者焦慮抑郁，由此形成惡性循環(huán)，導(dǎo)致IBD 的發(fā)生發(fā)展。因此，情緒在IBD 中的作用越來(lái)越受到重視，而瘦素在IBD 患者的情緒調(diào)節(jié)中也發(fā)揮了重要作用［22］。

3.1 瘦素的直接抗焦慮抑郁作用 瘦素已被證實(shí)具有抗焦慮抑郁作用，在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，缺乏內(nèi)源性瘦素的小鼠是被用來(lái)研究肥胖癥的常用模型，由于其不表達(dá)瘦素，在6周齡時(shí)即可表現(xiàn)出明顯的肥胖，且其焦慮抑郁水平明顯高于正常小鼠，通過(guò)向中腦腹側(cè)被蓋區(qū)內(nèi)注射瘦素可減少小鼠的焦慮樣行為［23］。Wu 等［24］通過(guò)使用中心抑郁量表及漢密爾頓焦慮量表評(píng)定190 名絕經(jīng)后女性的焦慮抑郁水平，并測(cè)定其血清瘦素水平，發(fā)現(xiàn)血清瘦素水平與絕經(jīng)后婦女的焦慮抑郁水平呈負(fù)相關(guān)，低血清瘦素水平可能是絕經(jīng)后婦女焦慮和抑郁情緒的潛在標(biāo)記物。而多數(shù)研究認(rèn)為，瘦素在IBD 患者中表達(dá)是升高的，因此推測(cè)瘦素抵抗是IBD患者出現(xiàn)焦慮抑郁等情緒障礙的主要機(jī)制。瘦素抵抗是指機(jī)體對(duì)瘦素反應(yīng)不敏感或無(wú)反應(yīng)。有國(guó)外學(xué)者已經(jīng)在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，高脂飲食可以增加下丘腦MMP2 活性，MMP2 通過(guò)切割瘦素受體抑制瘦素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)引起瘦素抵抗，削弱瘦素抑制食欲的作用［25］；因此，推測(cè)在大腦情緒控制區(qū)域存在MMPs 作用導(dǎo)致瘦素抵抗，進(jìn)而加重焦慮抑郁等情緒障礙，未來(lái)還需大量動(dòng)物實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證。

3.2 瘦素介導(dǎo)內(nèi)臟敏感性參與IBD患者相關(guān)性情緒障礙的發(fā)生 內(nèi)臟高敏感性目前被認(rèn)為是IBD 患者腹痛的病理生理機(jī)制之一，也是IBD 患者存在慢性胃腸道癥狀的原因之一。IBD 患者除了在急性活動(dòng)期有明顯的腹痛癥狀，緩解期IBD 也存在腹痛、內(nèi)臟高敏感等腸易激綜合征（irritable bowel syndrome，IBS）樣癥狀，應(yīng)激狀態(tài)下腸道通透性是增加的，有學(xué)者認(rèn)為其機(jī)制可能是機(jī)體處于應(yīng)激狀態(tài)時(shí)需要通過(guò)增加水、鈉和富含能量的物質(zhì)的可用性來(lái)滿足應(yīng)激源誘導(dǎo)的高代謝需求，其中一種方式則是腸道通透性的增加，但這個(gè)過(guò)程也增加了細(xì)菌及其毒素通過(guò)腸腔進(jìn)入血液循環(huán)的可能性，進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)體處于低度炎癥水平，引起機(jī)體內(nèi)臟敏感性增加［26］。內(nèi)臟敏感性增加導(dǎo)致患者存在慢性腹痛、腹瀉等癥狀，慢性胃腸道癥狀通過(guò)腦腸軸改變大腦情緒控制區(qū)域，加重患者焦慮抑郁狀態(tài)，由此形成惡性循環(huán)。因此，焦慮與抑郁、低度結(jié)腸炎癥及腦腸軸的相互作用都可能是病因之一。IBD 和IBS 可能存在共同的危險(xiǎn)因素及腦腸軸改變，而內(nèi)臟敏感性是重要的病理機(jī)制之一，具體可能有以下幾種。

3.2.1 瘦素破壞腸黏膜屏障導(dǎo)致內(nèi)臟高敏感 腸黏膜屏障是保護(hù)機(jī)體免受炎癥最重要的物理屏障，腸黏膜屏障的瘦素是IBD 發(fā)生發(fā)展的始動(dòng)因素，而且最新研究證明，在IBD 發(fā)病前數(shù)年即可觀察到腸道屏障的改變［27］。腸黏膜屏障破壞多表現(xiàn)為腸黏膜通透性增高，并與疾病活動(dòng)呈正相關(guān)，因此可用于疾病復(fù)發(fā)和預(yù)后的預(yù)測(cè)［28］。正如前文所述，瘦素可以通過(guò)多種途徑導(dǎo)致腸黏膜屏障破壞，使得微生物群可以穿過(guò)腸黏膜屏障，導(dǎo)致腸道菌群紊亂，引起內(nèi)臟敏感性增加。

3.2.2 瘦素靶向腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子（brain-derived neurotrophic factor，BDNF）導(dǎo)致內(nèi)臟高敏感 已有研究證實(shí)，BDNF 是影響內(nèi)臟敏感性的關(guān)鍵因子。Yu等［29］發(fā)現(xiàn)IBS患者結(jié)腸黏膜中的BDNF 表達(dá)明顯升高，且升高程度與腹痛程度及頻率顯著相關(guān)。增加的結(jié)腸BDNF 與其受體酪氨酸受體激酶B 結(jié)合后可以通過(guò)與腸神經(jīng)單位相互作用導(dǎo)致IBS 患者內(nèi)臟敏感性升高［30］。目前瘦素在中樞系統(tǒng)對(duì)BDNF的調(diào)控作用機(jī)制已經(jīng)有了初步研究，瘦素可以通過(guò)激活A(yù)KT 信號(hào)調(diào)節(jié)組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶p300 的招募，隨后通過(guò)表觀遺傳機(jī)制促進(jìn)BDNF 啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄活性，進(jìn)而發(fā)揮抗抑郁樣作用［31］，因此推測(cè)IBD 緩解期腹痛癥狀與瘦素對(duì)腸黏膜中BDNF 的靶向調(diào)控有關(guān)，瘦素也可以通過(guò)上調(diào)腸黏膜上皮BDNF 的表達(dá)，導(dǎo)致IBD 患者內(nèi)臟敏感性升高，給IBD 患者帶來(lái)長(zhǎng)期的精神負(fù)擔(dān)。而且由于2 種疾病存在相似的臨床表現(xiàn)，部分患者在早期被誤診為IBS，影響疾病的早期治療。因此，研究Leptin/BDNF 通路明確內(nèi)臟高敏感的機(jī)制，進(jìn)一步解釋臨床緩解期IBD 患者出現(xiàn)IBS 癥狀的機(jī)制，研究?jī)烧甙l(fā)病機(jī)制的異同，是未來(lái)治療IBD 的潛在靶點(diǎn)。

3.2.3 其他（瘦素與腸系膜脂肪組織） 瘦素作為由脂肪細(xì)胞合成的促炎脂肪因子，肥胖患者的血清瘦素水平是明顯升高的，隨著生活水平的提高，肥胖在IBD 患者中變得越來(lái)越普遍。相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，IBD 患者的血清、腸腔及內(nèi)臟脂肪組織中的瘦素水平均有升高，超重或肥胖與IBD風(fēng)險(xiǎn)增加之間存在一定相關(guān)性［32-34］。IBD 患者內(nèi)臟脂肪組織中瘦素mRNA 與蛋白質(zhì)的過(guò)表達(dá)均發(fā)生了過(guò)表達(dá)，說(shuō)明瘦素在局部腸炎中有潛在促炎作用。目前，脂肪組織被認(rèn)為是一種“免疫內(nèi)分泌器官”，過(guò)量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和能量消耗的減少會(huì)導(dǎo)致脂肪組織內(nèi)穩(wěn)態(tài)的喪失，從而促進(jìn)肥胖癥的慢性低度炎癥。肥大的脂肪細(xì)胞釋放各種促炎細(xì)胞因子、趨化因子、補(bǔ)體因子，破壞腸道免疫穩(wěn)態(tài)，進(jìn)而增加脂肪源性炎癥性脂肪因子、細(xì)菌移位和刺激T 細(xì)胞浸潤(rùn)，并激活巨噬細(xì)胞的Toll 樣受體和NOD 樣受體，從而導(dǎo)致脂肪組織炎性反應(yīng)，患者內(nèi)臟敏感性增高，進(jìn)一步增加IBD 的患病風(fēng)險(xiǎn)［35-36］。因此，在明確瘦素介導(dǎo)IBD 患者內(nèi)臟高敏感作用機(jī)制的同時(shí)，對(duì)患者進(jìn)行健康宣教，對(duì)IBD 的治療和預(yù)后也有重要意義。

綜上所述，瘦素可以通過(guò)調(diào)節(jié)機(jī)體免疫、破壞腸黏膜屏障、調(diào)節(jié)情緒障礙、介導(dǎo)內(nèi)臟高敏感等多種途徑參與IBD 的發(fā)生發(fā)展。目前IBD 仍不可治愈，臨床治療主要控制急性活動(dòng)期炎癥并維持緩解，同時(shí)促進(jìn)黏膜愈合，預(yù)防并發(fā)癥。焦慮抑郁等情緒障礙是IBD 患者病情加重或復(fù)發(fā)的重要原因之一。然而，目前關(guān)于瘦素在IBD 腦腸相互作用中作用機(jī)制的研究相對(duì)較少，未來(lái)需投入大量臨床及動(dòng)物研究加以驗(yàn)證。因此，明確瘦素信號(hào)通路在IBD 發(fā)病機(jī)制中的作用，對(duì)預(yù)防和治療IBD 有重要意義，瘦素是IBD 的潛在治療靶點(diǎn)。