瘦素在系統(tǒng)性紅斑狼瘡發(fā)病過(guò)程中的研究進(jìn)展①

張 索 馬孔陽(yáng) 劉冬舟深圳市人民醫(yī)院暨南大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院南方科技大學(xué)第一附屬醫(yī)院風(fēng)濕免疫科深圳518020

系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus,SLE)是自身免疫反應(yīng)介導(dǎo)的、以免疫性炎癥為突出表現(xiàn)的多系統(tǒng)損害的慢性自身免疫性疾病,其血清具有以抗核抗體為代表的多種自身抗體。我國(guó)SLE患病率為(30.13～70.41)/10萬(wàn),多見(jiàn)于女性,尤其是20～40歲的育齡期女性,是最常見(jiàn)的免疫性疾病之一,極大地危害公眾健康。目前SLE的發(fā)病機(jī)制尚不明確,研究其發(fā)病機(jī)制及其可能的治療靶點(diǎn)是當(dāng)今免疫性疾病領(lǐng)域的一大重任。瘦素是一種脂肪細(xì)胞衍生的激素/細(xì)胞因子,目前研究發(fā)現(xiàn)其不僅具有影響基礎(chǔ)代謝的功能,還在生殖系統(tǒng)、造血系統(tǒng)、神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)及免疫系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用,能夠調(diào)節(jié)多種免疫細(xì)胞的功能,在許多自身免疫性疾病中扮演重要角色。目前研究發(fā)現(xiàn)瘦素似乎在SLE免疫發(fā)病機(jī)制中起關(guān)鍵作用,可能通過(guò)不同靶點(diǎn)如誘導(dǎo)Th17分化、抑制調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory T cells,Tregs)功能、促進(jìn)自身反應(yīng)性T細(xì)胞增殖等途徑等促進(jìn)SLE的發(fā)生發(fā)展,本文就瘦素在SLE發(fā)病過(guò)程中的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 瘦素介紹

Leptin來(lái)源于希臘語(yǔ)的詞根“l(fā)eptos”,意思是“瘦”,Douglas Coleman在20世紀(jì)60～70年代研究肥胖突變鼠時(shí)發(fā)現(xiàn)了瘦素的作用。1994年,FRIEDMAN實(shí)驗(yàn)室通過(guò)定位和克隆發(fā)現(xiàn)了人和鼠的瘦素是由ob(obese)基因編碼的,進(jìn)而首次合成并命名為leptin。瘦素主要由脂肪細(xì)胞合成分泌,并可在胎盤(pán)、骨骼肌、胃中少量分泌,作為一種肽類激素,瘦素主要作用于下丘腦弓狀核,通過(guò)神經(jīng)-內(nèi)分泌軸調(diào)節(jié)攝食、血管生成、胰島素分泌、能量代謝、生殖系統(tǒng)和神經(jīng)生理等功能[1]。瘦素受體(leptin receptor,LEPR)具有多種異構(gòu)體,包括ob-Ra、b、c、d、e、f型,分布于幾乎所有器官和組織,其中ob-Rb長(zhǎng)型受體在下丘腦的核團(tuán)上高度表達(dá),是主要的功能受體(其余屬短型受體)。瘦素能夠穿過(guò)血腦屏障,通過(guò)作用于ob-Rb受體調(diào)節(jié)能量平衡和食欲,上調(diào)下丘腦-垂體-甲狀腺軸,抑制下丘腦-垂體-腎上腺軸；此外瘦素還可作用于外周器官和組織,如促進(jìn)胰島素抵抗、促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成、促進(jìn)游離脂肪酸和葡萄糖的攝取、平滑肌、肝臟和胰腺中脂肪酸β的氧化以及能調(diào)節(jié)糖異生和阻斷脂肪生成[2-3]。瘦素作為一種能量穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)因子在大腦中發(fā)揮作用,通過(guò)誘導(dǎo)厭食因子和抑制促食欲因子引發(fā)食物攝入減少和能量消耗增加。低瘦素水平可增加食物攝入并抑制能量消耗,瘦素水平升高則可抑制食欲并增加能量消耗。瘦素自身的合成主要受食物攝入和與飲食有關(guān)的激素調(diào)節(jié),但也受能量狀態(tài)、性激素(瘦素合成可被睪酮抑制,雌激素和孕激素則促進(jìn)其合成)和各種炎癥介質(zhì)水平影響[4]。瘦素濃度在肥胖癥患者中增加,但是高內(nèi)源性(和外源性)瘦素并不能使肥胖患者體重正?；?表明肥胖患者中存在瘦素抵抗的可能性,目前國(guó)際上已經(jīng)提出了許多限制肥胖中瘦素-LEPR信號(hào)傳導(dǎo)的潛在機(jī)制(例如,肥胖誘導(dǎo)的LEPR信號(hào)通路抑制劑、炎癥信號(hào)通路和細(xì)胞因子的激活、下丘腦的LEPR應(yīng)激或下丘腦神經(jīng)膠質(zhì)增生)損害肥胖中的LEPR信號(hào)傳導(dǎo),從而導(dǎo)致瘦素抵抗[5]。隨著對(duì)瘦素功能的深入認(rèn)識(shí),近年研究發(fā)現(xiàn),瘦素還能夠廣泛調(diào)節(jié)各種免疫細(xì)胞,在維持機(jī)體的固有免疫和適應(yīng)性免疫功能中起重要作用。研究表明,肥胖患者血液循環(huán)中的瘦素水平顯著升高,使這些患者更易患2型糖尿病、退行性疾病、心血管疾病及自身免疫性疾?。幌喾?瘦素水平降低(如營(yíng)養(yǎng)不良個(gè)體中的瘦素水平)與感染風(fēng)險(xiǎn)的增加和細(xì)胞介導(dǎo)的免疫力的降低有關(guān)[6]。瘦素在維持機(jī)體的免疫功能和動(dòng)態(tài)平衡中扮演重要角色,在多種自身免疫性疾病的發(fā)病過(guò)程中起重要作用[7]。SLE是一種經(jīng)典的自身免疫性疾病,目前主要的致病機(jī)理尚不明確,瘦素可能起關(guān)鍵作用,本文就瘦素對(duì)免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)功能展開(kāi)論述,進(jìn)而闡述瘦素在SLE發(fā)病過(guò)程中的研究進(jìn)展。

2 瘦素與免疫系統(tǒng)

瘦素對(duì)免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)通過(guò)作用于免疫細(xì)胞的發(fā)育、增殖、抗凋亡、成熟和激活水平,從而影響固有免疫和適應(yīng)性免疫[8]。見(jiàn)圖1,詳見(jiàn)后述。

2.1 瘦素能夠影響固有免疫 在NK細(xì)胞中,瘦素可誘導(dǎo)NK細(xì)胞的成熟、活化和細(xì)胞毒性表型的分化,其在NK細(xì)胞中的主要作用是增強(qiáng)NK細(xì)胞免疫活性和細(xì)胞增殖,同時(shí)可降低NK細(xì)胞的凋亡率[7]。同時(shí),肥胖個(gè)體中的瘦素抵抗可導(dǎo)致NK細(xì)胞中瘦素反應(yīng)缺乏,因此,肥胖個(gè)體的NK細(xì)胞計(jì)數(shù)和功能低于瘦個(gè)體[9]。在單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞中,瘦素刺激CD39、CD69、CD25、CD71和IL-1Rα表達(dá),并產(chǎn)生促炎癥細(xì)胞因子IL-6和TNF-α,另外,其可通過(guò)磷脂酶激活進(jìn)行增殖和吞噬,并從這些細(xì)胞中產(chǎn)生類花生酸、一氧化氮、白三烯B4和環(huán)氧合酶2,總而言之,瘦素可促進(jìn)巨噬細(xì)胞的活化,增強(qiáng)其趨化性及吞噬功能,并促進(jìn)細(xì)胞因子產(chǎn)生[10-12]。在樹(shù)突狀細(xì)胞(dendritic cells,DCs)上,與瘦素對(duì)單核細(xì)胞的作用相似,瘦素也作為DCs的激活劑和生存因子,增加其IL-8、IL-12、IL-6和TNF-α分泌,減少M(fèi)IP-1-α產(chǎn)生,可激活未分化DCs的PI3K-Akt通路,此外,瘦素提高了其遷移和趨化反應(yīng),并促使其向Th1介導(dǎo)的免疫反應(yīng)發(fā)展[7]。在肥大細(xì)胞上,瘦素可能具有免疫調(diào)節(jié)功能,瘦素可通過(guò)肥大細(xì)胞間接調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞表型,瘦素的缺乏可促進(jìn)肥大細(xì)胞的抗炎反應(yīng),從而導(dǎo)致巨噬細(xì)胞表型從M1轉(zhuǎn)移到M2[13]。在中性粒細(xì)胞中,瘦素促進(jìn)其趨化作用和活性氧釋放,同時(shí)可通過(guò)PI3K和MAPK通路在體外延緩成熟中性粒細(xì)胞的凋亡；在嗜酸性粒細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞上,瘦素能夠增強(qiáng)趨化性,促進(jìn)黏附分子的細(xì)胞表面表達(dá)以及趨化因子和促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生[14]。

圖1 瘦素對(duì)固有免疫和適應(yīng)性免疫的影響Fig.1 Effect of leptin on innate and adaptive immunity

2.2 瘦素對(duì)適應(yīng)性免疫的影響 研究發(fā)現(xiàn),缺乏瘦素或其功能性受體的小鼠在細(xì)胞介導(dǎo)和體液免疫方面都有許多缺陷[15]。同樣,先天性瘦素缺乏癥患者在兒童期的感染相關(guān)死亡發(fā)生率也更高,患有先天性瘦素缺乏癥的兩名兒童和患有獲得性低瘦素血癥的女性患者的重組人瘦素給藥標(biāo)準(zhǔn)化了幼稚CD4+CD45RA+T細(xì)胞的絕對(duì)數(shù)量,并且?guī)缀趸謴?fù)了其增殖反應(yīng)和細(xì)胞因子釋放功能[16-17]?？傊?瘦素在T細(xì)胞的活化、增殖及細(xì)胞因子產(chǎn)生中具有促進(jìn)作用；缺乏LEPR的肥胖小鼠顯示胸腺萎縮和T細(xì)胞淋巴細(xì)胞減少；瘦素有利于T細(xì)胞通過(guò)JAK-STAT信號(hào)通路產(chǎn)生細(xì)胞因子；瘦素還可調(diào)節(jié)CD4+T細(xì)胞極化為T(mén)h1和Th2細(xì)胞；瘦素使T輔助細(xì)胞因子的產(chǎn)生趨向于促炎表型(Th1,分泌IFN-γ)而不是抗炎表型(Th2,分泌IL-4)；Th17細(xì)胞在促進(jìn)和維持炎癥和自身免疫方面具有最重要作用,研究發(fā)現(xiàn)瘦素是Th17淋巴細(xì)胞分化所必需的,此外,瘦素與胸腺細(xì)胞從雙陽(yáng)性(CD4+CD8+)細(xì)胞向CD4+單陽(yáng)性細(xì)胞的分化有關(guān)[4]。Treg是抑制自身免疫疾病中異常免疫應(yīng)答的關(guān)鍵,瘦素抑制CD4+CD25+Treg增殖,LEPR大量存在于Tregs的細(xì)胞表面；體外行瘦素阻斷治療可導(dǎo)致Treg增殖[18]；另外,研究發(fā)現(xiàn)瘦素缺乏小鼠(ob/ob小鼠)和LEPR缺陷小鼠(db/db小鼠)的Tregs數(shù)量明顯增加。瘦素誘導(dǎo)的雷帕霉素機(jī)制靶點(diǎn)(mTOR,也稱為雷帕霉素的哺乳動(dòng)物靶點(diǎn))的激活抑制Treg的增殖,研究發(fā)現(xiàn)敲除LEPR小鼠的mTOR活性較正常小鼠降低,伴隨Treg的增殖增加；此外,瘦蛋白能夠通過(guò)mTOR活化抑制人常規(guī)CD4+CD25-T細(xì)胞中的自噬過(guò)程,瘦素-mTOR軸已成為免疫和能量狀態(tài)之間的潛在聯(lián)系[19]。B淋巴細(xì)胞在細(xì)胞表面表達(dá)長(zhǎng)形的LEPR,表明瘦素對(duì)B細(xì)胞功能有直接影響,在ob/ob小鼠中,與正常小鼠相比,B淋巴細(xì)胞數(shù)量減少,在瘦素處理后B細(xì)胞計(jì)數(shù)增加[20]。瘦素通過(guò)激活BCL-2和cyclin D1表達(dá)誘導(dǎo)進(jìn)入細(xì)胞周期促進(jìn)B淋巴細(xì)胞增殖并抑制細(xì)胞凋亡,通過(guò)JAK-STAT和p38MAPK-ERK1/2信號(hào)誘導(dǎo)促炎癥細(xì)胞因子(如TNF和IL-6)及抗炎和免疫調(diào)節(jié)性細(xì)胞因子IL-10的分泌?？偠灾?瘦素可以通過(guò)促進(jìn)增殖和降低凋亡率來(lái)增加B細(xì)胞數(shù)量；瘦素還激活B細(xì)胞分泌促炎、抗炎和調(diào)節(jié)性細(xì)胞因子；另外,禁食小鼠骨髓中的B細(xì)胞發(fā)育發(fā)生改變——祖B細(xì)胞、前B細(xì)胞和未成熟B細(xì)胞減少,成熟B細(xì)胞增多,這些進(jìn)食小鼠都具有低血清瘦素水平的特征,瘦素似乎是B細(xì)胞發(fā)育所必需的[4]。

3 瘦素與SLE

3.1 瘦素與SLE相關(guān)性的研究 在結(jié)締組織病、炎癥關(guān)節(jié)炎、血管炎等全身性自身免疫性疾病中,ob/ob或db/db小鼠對(duì)自身免疫性疾病的易感性均較低,瘦素似乎在不同自身免疫疾病的發(fā)病過(guò)程中均發(fā)揮重要作用。SLE是一種可累及所有器官和組織的慢性自身免疫性疾病,許多作者報(bào)告SLE患者與健康人相比,血清瘦素水平更高,且與SLE疾病活動(dòng)度、動(dòng)脈粥樣硬化等相關(guān)[21-26]。相反,有研究稱未發(fā)現(xiàn)SLE患者血漿瘦素水平較正常人高[27]。近期一篇系統(tǒng)綜述對(duì)這些矛盾的結(jié)果進(jìn)行了匯總分析,納入了18項(xiàng)研究、1 333例SLE患者和1 048名不同種族地區(qū)(歐洲、亞洲、阿拉伯、拉丁美洲和混合人群)的健康受試者,研究表明,SLE患者中血清瘦素水平明顯更高[28]。在動(dòng)物模型中,CHEN等[29]開(kāi)發(fā)了一種由豬瘦素啟動(dòng)子控制的轉(zhuǎn)基因瘦素豬,通過(guò)大量表達(dá)瘦素產(chǎn)生了與SLE相關(guān)的癥狀包括,貧血、白細(xì)胞減少、血小板減少及腎和肝損傷等,同時(shí)抗雙鏈DNA抗體(dsDNAs)、抗核抗體(ANAs)和抗核小體抗體(ANuAs)在血清免疫學(xué)檢查中均顯著增加,糖皮質(zhì)激素實(shí)驗(yàn)療法部分緩解了在這些轉(zhuǎn)基因瘦素豬中觀察到的狼瘡癥狀。LOURENCO等[30]研究表明,與野生型小鼠相比,通過(guò)降植烷誘導(dǎo)狼瘡小鼠模型后,ob/ob小鼠的自身抗體產(chǎn)生和疾病嚴(yán)重程度較低；有趣的是,抗dsDNA、抗染色質(zhì)抗體、抗RNP和抗ssDNA自身抗體的產(chǎn)生是瘦素依賴性的,因?yàn)閛b/ob小鼠不能產(chǎn)生這些自身抗體；而在自發(fā)狼瘡小鼠模型(NZB×NZW)F1中也證實(shí)了類似的結(jié)果；注射瘦素能夠加速狼瘡腎炎的疾病進(jìn)程；而在易患狼瘡的小鼠中,中和瘦素的作用可抑制促炎反應(yīng)和SLE的疾病表現(xiàn)。上述結(jié)果表明瘦素在SLE的發(fā)病過(guò)程中起關(guān)鍵作用。

3.2 瘦素可能通過(guò)抑制Tregs功能促進(jìn)SLE發(fā)病Tregs通過(guò)抑制效應(yīng)免疫細(xì)胞的增殖和促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生在外周免疫耐受機(jī)制和預(yù)防致病性自身免疫中具有重要作用。研究表明,SLE患者活動(dòng)性疾病期間循環(huán)Tregs數(shù)量可能減少,且這種減少的程度可能與疾病的嚴(yán)重程度呈負(fù)相關(guān)[26,31]。瘦素可抑制Treg活性。在自發(fā)性狼瘡的(NZBxNZW)F1小鼠模型中,空腹誘導(dǎo)的瘦素減少導(dǎo)致Tregs淋巴細(xì)胞增加,這種效應(yīng)在ob/ob和db/db小鼠中沒(méi)有檢測(cè)到[32]。研究發(fā)現(xiàn)瘦素以劑量依賴的方式抑制CD4+CD25-T細(xì)胞向Tregs轉(zhuǎn)化,而瘦素阻斷可逆轉(zhuǎn)這種作用[30]。

3.3 瘦素通過(guò)誘導(dǎo)Th17活化促進(jìn)SLE發(fā)病Th17細(xì)胞在促進(jìn)和維持炎癥和自身免疫方面具有重要作用,促炎細(xì)胞因子IL-17在多種自身免疫疾病動(dòng)物模型中促進(jìn)炎癥和自身免疫反應(yīng),其在SLE患者中也顯著增加,而該細(xì)胞因子由Th17亞組的CD4+T細(xì)胞產(chǎn)生[33]。研究發(fā)現(xiàn)瘦素是Th17淋巴細(xì)胞分化所必需的,瘦素可增強(qiáng)SLE患者Th17的反應(yīng)性及增殖,LEPR缺陷的CD4+T細(xì)胞分化為T(mén)h17群體的能力降低,阻斷瘦素信號(hào)傳導(dǎo)可能是治療自身免疫性疾病和風(fēng)濕性疾病的潛在策略[34]。FUJITA等[35]發(fā)現(xiàn),Tregs在瘦素缺乏的MRL/Lpr小鼠的脾臟中增加；在體外用瘦素培養(yǎng)MRL/Lpr小鼠脾臟中提取的幼稚CD4+T細(xì)胞結(jié)果顯示,與對(duì)照組相比,瘦素培養(yǎng)可抑制調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的產(chǎn)生和增殖,Th17數(shù)量增加。RORγt(ROR核激素受體家族)是一種轉(zhuǎn)錄因子,可作為T(mén)h17細(xì)胞分化的主要調(diào)節(jié)因子,而瘦素可誘導(dǎo)其轉(zhuǎn)錄促進(jìn)Th17增殖[33]。瘦素在CD4+T細(xì)胞中以劑量依賴性方式增加RORγt表達(dá)和IL-17產(chǎn)生,還可增加來(lái)自ob/ob小鼠的CD4+T細(xì)胞中的RORγt表達(dá)和IL-17產(chǎn)生。

3.4 在SLE中瘦素的其他致病機(jī)理及相關(guān)性研究AMARILYO等[36]在同一小鼠模型中發(fā)現(xiàn),瘦素誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞吞噬凋亡細(xì)胞,增加抗原利用率和T細(xì)胞的自身反應(yīng)性。瘦素可促進(jìn)效應(yīng)T細(xì)胞反應(yīng)并促進(jìn)自身抗原呈遞給T細(xì)胞。研究發(fā)現(xiàn)瘦素對(duì)狼瘡易感小鼠胸腺細(xì)胞具有抗凋亡作用,與模擬處理的對(duì)照小鼠相比,在已經(jīng)接受瘦素處理的小鼠反應(yīng)性T細(xì)胞的增殖顯著增高；此外,瘦素促進(jìn)T細(xì)胞釋放促炎細(xì)胞因子(IFN-γ、IL-17和IL-6),提示瘦素參考有利于SLE中具有致病原性潛能的T細(xì)胞[37]。我國(guó)有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)瘦素可加劇狼瘡鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的衰老,并減弱其免疫調(diào)控功能,造成Th17/Tregs免疫失衡,從而加重狼瘡的病情,這種現(xiàn)象可以通過(guò)抑制瘦素、中性粒細(xì)胞激活肽2進(jìn)而阻斷PI3K/Akt途徑來(lái)預(yù)防[38-40]。SANTOS等[41]研究了脂肪因子與TNF系統(tǒng)之間的聯(lián)系,結(jié)果表明瘦素水平與可溶性TNF受體2水平呈正相關(guān),這與疾病活動(dòng)度和損傷指數(shù)有關(guān)。魚(yú)油中的n-3多不飽和脂肪酸(PUFA)已被證明在不同炎癥性疾病(如類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎)中介導(dǎo)多種抗炎特性,SLE患者食用魚(yú)油可導(dǎo)致瘦素水平和疾病活動(dòng)性降低[42-43]。

總之,瘦素似乎在SLE發(fā)病過(guò)程中扮演重要角色,可能通過(guò)不同靶點(diǎn)如抑制Tregs細(xì)胞功能、誘導(dǎo)Th17活化、促使自身反應(yīng)性T細(xì)胞增殖等途徑等促使SLE的發(fā)生發(fā)展,但其具體機(jī)制及潛在的其他功能仍有待研究。

4 結(jié)語(yǔ)與展望

瘦素通過(guò)多種途徑在人體免疫系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用,似乎在不同的自身免疫疾病的發(fā)病過(guò)程中均起重要作用。SLE作為最常見(jiàn)的自身免疫性疾病之一,目前研究提示瘦素在SLE免疫發(fā)病機(jī)制中可能起關(guān)鍵作用。但目前關(guān)于瘦素的研究多來(lái)源于動(dòng)物模型,其在SLE患者中的作用有待進(jìn)一步研究。由于目前研究還不夠深入,在SLE疾病各個(gè)階段,瘦素的具體機(jī)制和作用仍不明確。SLE的治療是否可通過(guò)抑制瘦素的功能研究出SLE新的治療靶點(diǎn)、能否使SLE患者的病情預(yù)后得到改善、能否使病情長(zhǎng)期緩解等諸多問(wèn)題仍有待解決。