胰高血糖素樣肽-2治療潰瘍性結(jié)腸炎機(jī)制的研究進(jìn)展

高艷紅 徐洪雨

潰瘍性結(jié)腸炎（UC）是一種慢性非特異性腸道炎性疾病，通常表現(xiàn)為結(jié)直腸黏膜糜爛和潰瘍[1]。目前UC的發(fā)病機(jī)制尚未完全明確，一般認(rèn)為其與環(huán)境、免疫系統(tǒng)、腸道菌群和遺傳易感性等因素之間的相互作用有關(guān)[2]。UC的組織病理學(xué)特征是炎性細(xì)胞浸潤(rùn)固有層及促炎細(xì)胞因子IL-6、TNF-α等的過(guò)量釋放[3]。由于人口老齡化和UC的早期診斷，全球的UC患病率大幅升高，隨著病程的延長(zhǎng)，結(jié)腸組織癌變的風(fēng)險(xiǎn)相應(yīng)增高[4]。盡管針對(duì)關(guān)鍵細(xì)胞因子的單克隆抗體被越來(lái)越多地用于治療皮質(zhì)類固醇或免疫抑制劑治療無(wú)效的UC患者，但隨著治療時(shí)間的延長(zhǎng)，有一部分患者會(huì)對(duì)藥物失去反應(yīng)，因此亟待開(kāi)發(fā)新的、安全有效的治療方法[5-6]。胰高血糖素樣肽-2（GLP-2）是腸內(nèi)分泌細(xì)胞（EEC）L細(xì)胞釋放的腸營(yíng)養(yǎng)激素，其通過(guò)不同的介質(zhì)發(fā)揮保護(hù)腸道的作用[7]。Buchman等[8]的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)結(jié)果顯示，在炎癥性腸?。↖BD）患者中，GLP-2類似物替度魯肽（teduglutide）治療組的反應(yīng)率和緩解率均較安慰劑組高。此外，GLP-2還可作用于炎性反應(yīng)通路和抗氧化通路，發(fā)揮維持腸道穩(wěn)態(tài)的作用。GLP-2與多條通路及多種介質(zhì)之間的相互作用較為復(fù)雜，本文就近年來(lái)GLP-2治療UC機(jī)制的研究進(jìn)展作一綜述。

1 GLP-2概述

EEC在隱窩和絨毛中沿胃腸黏膜呈單細(xì)胞分布，其是腸道微生物群和（或）微生物代謝物的關(guān)鍵傳感器，可以響應(yīng)微生物群而分泌細(xì)胞因子和肽激素[9]。GLP-2是由主要位于回腸和結(jié)腸的L細(xì)胞產(chǎn)生的由33個(gè)氨基酸組成的肽，可被二肽基肽酶-4（DPP-4）降解。其生物活性通過(guò)G蛋白偶聯(lián)受體（GPCR）家族成員GLP-2受體（GLP-2R）轉(zhuǎn)導(dǎo)，GLP-2R在腸上皮下肌成纖維細(xì)胞（ISEMF）、EEC和腸神經(jīng)元細(xì)胞中表達(dá)，GLP-2通過(guò)表達(dá)GLP-2R的細(xì)胞的下游介質(zhì)間接發(fā)揮腸道保護(hù)作用[10]。這些介質(zhì)包括：（1）血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子- （TGF- ），其參與GLP-2介導(dǎo)的腸道損傷修復(fù)；（2）角質(zhì)細(xì)胞生長(zhǎng)因子（KGF），其參與GLP-2介導(dǎo)的結(jié)腸細(xì)胞增殖；（3）一氧化氮，其參與增加胃腸道的血流量并促進(jìn)損傷愈合；（4）血管活性腸肽，其具有與GLP-2相關(guān)的抗炎作用。目前研究較多的還有胰島素樣生長(zhǎng)因子-1 （IGF-1）和表皮生長(zhǎng)因子（EGF）。IGF-1與GLP-2介導(dǎo)的隱窩細(xì)胞增殖效應(yīng)顯著相關(guān)[11]。Dong等[12]的研究顯示，GLP-2可增強(qiáng)腸道屏障功能，并且這種作用與依賴IGF-1R的特定緊密連接蛋白的表達(dá)和定位改變有關(guān)。另有研究顯示，EGF及其受體ErbB家族在GLP-2誘導(dǎo)下可恢復(fù)GLP-2R缺失小鼠的腸道生長(zhǎng)[13]。此外，還有研究顯示，GLP-2可通過(guò)與其他GPCR結(jié)合激活調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖的經(jīng)典信號(hào)通路，如細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)蛋白激酶（ERK）/MAPK通路[11]?？傊?，多種介質(zhì)相互作用，共同增強(qiáng)了GLP-2對(duì)腸道的生理作用。

2 GLP-2在UC治療中的作用及其機(jī)制

2.1 保護(hù)腸黏膜

GLP-2對(duì)腸道具有多種有益作用，核心作用是促進(jìn)腸道生長(zhǎng)。GLP-2的作用包括：（1）可改變營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的表達(dá)和活性以促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)吸收，誘導(dǎo)黏膜表面積擴(kuò)張；（2）可抑制胃腸道運(yùn)動(dòng)并降低腸黏膜通透性；（3）可刺激隱窩細(xì)胞增殖，增加腸黏膜厚度；（4）可增加胃腸道的血流量并促進(jìn)黏膜損傷愈合；（5）可上調(diào)Bcl-2家族（特別是Bcl-XL）的表達(dá)來(lái)抑制天冬氨酸特異性半胱氨酸蛋白酶（Caspase）的活性，從而發(fā)揮抗細(xì)胞凋亡的作用；（6）可通過(guò)環(huán)磷酸腺苷/蛋白激酶A（cAMP/PKA）通路或磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B（PI3K/Akt）通路抑制細(xì)胞凋亡[11]。Kissow等[14]的研究發(fā)現(xiàn)，GLP-2類似物可增高結(jié)腸炎大鼠的體質(zhì)量、腸道濕重，縮小隱窩深度、絨毛高度等腸道組織病理學(xué)參數(shù)。此外，GLP-2類似物也可用于治療腸衰竭相關(guān)的短腸綜合征（SBS）[15]。

2.2 抑制炎性反應(yīng)

2.2.1 GLP-2抑制 HMGB1/RAGE/NF-κB 炎性反應(yīng)通路 來(lái)自腸道菌群的信號(hào)激活巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞，從而介導(dǎo)腸道炎性反應(yīng)[16]。HMGB1是一種損傷相關(guān)分子模式蛋白，在炎性反應(yīng)環(huán)境下，由激活的巨噬細(xì)胞和壞死的腸上皮細(xì)胞釋放[17]。Vitali等[18]的研究顯示，HMGB1在UC患者的腸道炎性組織及糞便中含量較高，被認(rèn)為是一種新的腸道炎性反應(yīng)標(biāo)志物。HMGB1可通過(guò)與多種受體（如RAGE等）結(jié)合發(fā)出信號(hào)，從而激活NF-κB信號(hào)通路，NF-κB移位至細(xì)胞核，與靶基因的啟動(dòng)子結(jié)合并誘導(dǎo)促炎介質(zhì)表達(dá)，如誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（iNOS）、環(huán)氧合酶-2（COX-2）、TNF-α和IL-6等[19]。這些事件均可導(dǎo)致結(jié)腸黏膜炎性反應(yīng)持續(xù)存在。

NF-κB調(diào)控UC患者病理、生理過(guò)程中多種細(xì)胞因子和趨化因子的分泌，如IL-1、IL-12、IL-13、IL-21、IL-22和IL-6等[20]。在天然免疫細(xì)胞和獲得性免疫細(xì)胞中，NF-κB的激活導(dǎo)致促炎細(xì)胞因子（IL-1 和IL-6）和促炎酶（iNOS和COX-2）的表達(dá)上調(diào)。靶向NF-κB信號(hào)通路是一種有效的抗炎治療方法[19]。

Xie等[21]用不同濃度的GLP-2預(yù)處理巨噬細(xì)胞1 h，然后用脂多糖（LPS）刺激，蛋白質(zhì)印跡法、ELISA法檢測(cè)結(jié)果顯示，GLP-2可顯著下調(diào)LPS誘導(dǎo)的iNOS、COX-2、IL-1 、IL-6和TNF-α的表達(dá)。研究表明，GLP-2降低了LPS誘導(dǎo)的ERK1/2、JNK1/2和p65的磷酸化水平，從而阻斷了炎性反應(yīng)[22]。

2.2.2 GLP-2抑制IL-6/JAK/STAT炎性反應(yīng)通路細(xì)胞因子是UC患者腸道穩(wěn)態(tài)失衡和病理過(guò)程中的關(guān)鍵介質(zhì)，多數(shù)細(xì)胞因子通過(guò)JAK/STAT信號(hào)通路發(fā)揮重要作用[23]。與使用抗體阻斷單一細(xì)胞因子（如TNF、IL-12和IL-23）的傳統(tǒng)方法相比，阻斷JAK/STAT信號(hào)通路有可能影響與UC病理過(guò)程相關(guān)的、由多個(gè)細(xì)胞因子驅(qū)動(dòng)的復(fù)雜炎性反應(yīng)。

對(duì)免疫和維持腸道穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要的細(xì)胞因子（如IL-6、IL-10、IL-2和IL-22），以及那些被認(rèn)為是引起UC炎性反應(yīng)的介質(zhì)（干擾素- 、IL-12、IL-23、IL-9）都依賴于JAK/STAT介導(dǎo)的信號(hào)[5]。IL-6與Ⅰ型細(xì)胞因子受體共用的糖蛋白130（gp130）結(jié)合，首先激活JAK1和酪氨酸激酶2（TYK2），然后激活JAK2和TYK2[24]。IL-12和IL-23通過(guò)IL-12受體激活JAK2和TYK2[23]。IL-10及IL-22與Ⅱ型細(xì)胞因子受體結(jié)合，激活JAK1和TYK2[25]。STAT3的激活是細(xì)胞因子（如IL-6）與gp130受體結(jié)合，激活了JAK，導(dǎo)致其構(gòu)象變化，使與每個(gè)受體亞單位相關(guān)的JAK（JAK1、JAK2或TYK2）相互靠近，觸發(fā)一系列后續(xù)的磷酸化事件的結(jié)果，也是細(xì)胞對(duì)IL-10家族成員（如IL-10和IL-22）的反應(yīng)所必需的。

Deng等[26]的研究顯示，與全腸外營(yíng)養(yǎng)（TPN）組相比，TPN＋GLP-2組小鼠回腸組織中IL-6、TNF-α的mRNA和蛋白水平明顯降低，這提示GLP-2通過(guò)靜脈給藥減輕了腸道炎性反應(yīng)并改善了腸道潘氏細(xì)胞免疫反應(yīng)，其機(jī)制可能是通過(guò)增強(qiáng)腸黏膜保護(hù)和修復(fù)功能，減輕黏膜炎性反應(yīng)。Ivory等[27]采用IL-10缺陷型結(jié)腸炎小鼠模型研究GLP-2的療效，結(jié)果表明GLP-2的抗炎作用不依賴于IL-10，其抗炎機(jī)制為GLP-2拮抗IL-6介導(dǎo)的STAT3信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，從而抑制腸道炎性反應(yīng)。

2.2.3 GLP-2激活Nrf2/HO-1抗氧化通路 腸道氧化應(yīng)激參與了UC的發(fā)病機(jī)制，活性氧（ROS）生成過(guò)量會(huì)導(dǎo)致腸黏膜損傷。腸黏膜的主要抗氧化防御機(jī)制是激活Nrf2信號(hào)[28]。Nrf2/HO-1通路是一條上游通路，通過(guò)合成多種抗氧化酶[如谷胱甘肽過(guò)氧化物酶（GPX）]來(lái)調(diào)控抗氧化反應(yīng)。在氧化刺激下，Nrf2作為一種救援信號(hào)被激活，然后轉(zhuǎn)位至核區(qū)室，與位于其啟動(dòng)子區(qū)域的抗氧化反應(yīng)元件（ARE）結(jié)合，轉(zhuǎn)錄目標(biāo)抗氧化基因（如HO-1和GPX），從而抑制ROS的生成[17]。

Khor等[29]的研究采用葡聚糖硫酸鈉（DSS）誘導(dǎo)的結(jié)腸炎小鼠模型，結(jié)果顯示，與Nrf2野生型（Nrf2+/+）小鼠相比，Nrf2敲除小鼠更易獲得結(jié)腸炎的組織病理學(xué)特征，提示Nrf2基因缺失在DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎模型發(fā)病機(jī)制中起著主要作用。

炎性小體NLRP3的激活發(fā)生在結(jié)腸的上皮細(xì)胞和巨噬細(xì)胞中，其是腸道穩(wěn)態(tài)的重要調(diào)節(jié)因子。研究表明NLRP3可觸發(fā)IL-1 和IL-18的分泌，并與UC的發(fā)病機(jī)制密切相關(guān)[30]。Wang等[31]的研究對(duì)比了DSS誘導(dǎo)的NLPR3敲除結(jié)腸炎小鼠和NLPR3+/+結(jié)腸炎小鼠，結(jié)果顯示Nrf2誘導(dǎo)劑能夠減輕NLPR3+/+小鼠結(jié)直腸的炎性反應(yīng)，而在NLPR3敲除小鼠中卻未發(fā)揮抗炎作用，該研究表明激活的Nrf2/HO-1信號(hào)通路抑制了NLRP3炎性小體的活化，進(jìn)而發(fā)揮抗炎作用。

Arab等[32]的研究顯示，利格列汀延長(zhǎng)了GLP-2的半衰期，通過(guò)降低過(guò)氧化脂質(zhì)和髓過(guò)氧化物酶（MPO）水平抑制結(jié)腸氧化應(yīng)激反應(yīng)，并通過(guò)上調(diào)Nrf2、HO-1和GPX效應(yīng)蛋白的表達(dá)來(lái)促進(jìn)抗氧化劑還原型谷胱甘肽（GSH）和Nrf2/HO-1通路的激活。

2.2.4 各通路之間相互作用 各通路之間存在復(fù)雜的相互作用。Arab等[32]的研究顯示，利格列汀作為DPP-4抑制劑，可延長(zhǎng)GLP-2的半衰期，進(jìn)而激活 Nrf2/HO-1通路，抑制 HMGB1/RAGE/NF-κB通路，并抑制IL-6/JAK/STAT通路，從而減輕大鼠結(jié)腸炎的嚴(yán)重程度。Hirano[33]的研究表明，活化的STAT3可激活NF-κB，誘導(dǎo)促炎介質(zhì)IL-6的釋放，IL-6可再次激活JAK/STAT3通路，從而形成 正 反饋 循 環(huán)（STAT3—NF-κB—IL-6—STAT3）。Chen等[34]的研究顯示，在血管緊張素Ⅱ誘發(fā)的心肌病中，Nrf2敲除小鼠血液循環(huán)中的IL-6和心臟中的STAT3活性增強(qiáng)，首次證明Nrf2基因缺失通過(guò)增強(qiáng)IL-6/STAT3信號(hào)通路的作用而導(dǎo)致心臟損傷。Nrf2與NF-κB相互作用方面的研究顯示，在低Nrf2活性狀態(tài)下，ROS生成過(guò)量，從而過(guò)度激活 NF-κB[35-36]；此外，ROS 還可促進(jìn) STAT3 活化[37]。綜上所述，GLP-2介導(dǎo)的抑制炎性反應(yīng)通路與激活抗氧化通路之間可能相互作用，從而發(fā)揮阻斷炎性反應(yīng)的作用。

2.3 調(diào)節(jié)腸道菌群

腸上皮是機(jī)體消化食物和吸收營(yíng)養(yǎng)的部位，也是防御毒素和致病菌入侵的屏障，其功能由細(xì)胞間緊密連接蛋白調(diào)節(jié)[9]。許多促炎細(xì)胞因子通過(guò)作用于緊密連接蛋白以增高腸黏膜通透性，從而引發(fā)炎性反應(yīng)和代謝紊亂。Lee等[38]的GLP-2受體-/-（GLP-2R-/-）小鼠模型研究顯示，GLP-2R基因缺失可使小腸的細(xì)菌定植顯著增加，潘氏細(xì)胞抗菌基因產(chǎn)物的表達(dá)下調(diào)，黏膜殺菌活性受抑；此外，這些小鼠的糞便菌群組成發(fā)生了顯著變化，厚壁菌門和放線菌門顯著減少，擬桿菌門和梭菌門增加；該研究提示GLP-2與GLP-2R結(jié)合在維持腸黏膜屏障功能和調(diào)節(jié)腸道菌群方面發(fā)揮了重要作用。Cani等[39]將用益生元和非益生元碳水化合物喂養(yǎng)的肥胖和糖尿病小鼠進(jìn)行分組，分別給予GLP-2激動(dòng)劑和GLP-2抑制劑干預(yù)，結(jié)果顯示益生元通過(guò)上調(diào)內(nèi)源性GLP-2的表達(dá)改善了腸道菌群，GLP-2通過(guò)上調(diào)緊密連接蛋白ZO-1和Occludin的表達(dá)從而降低了腸黏膜通透性和血漿LPS水平，還降低了血漿炎性因子（IL-1α、MIP-1α、MCP-1、IL-10）、巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)（TLR-4、CD68）、炎性反應(yīng)（TNF-α、PAI-1）和氧化應(yīng)激（iNOS、NADPHox）標(biāo)志物水平，而GLP-2抑制劑消除了大部分益生元的作用。Li等[40]在UC患者和健康對(duì)照者腸道不同部位獲取黏膜活體組織，并進(jìn)行了高通量16S rRNA基因測(cè)序，結(jié)果顯示UC患者血清GLP-2水平明顯低于健康對(duì)照者，血清GLP-2水平與UC患者腸道菌群的多樣性和豐度呈正相關(guān)，上調(diào)腸黏膜GLP-2水平的治療策略可能對(duì)治療UC有效。

綜上所述，GLP-2與腸道菌群存在雙向作用，益生元可促進(jìn)內(nèi)源性GLP-2的產(chǎn)生，GLP-2也可通過(guò)上調(diào)緊密連接蛋白的表達(dá)改善腸黏膜屏障功能，進(jìn)而抑制細(xì)菌移位以維持腸道穩(wěn)態(tài)。GLP-2的保護(hù)腸道、抑制炎性反應(yīng)及調(diào)節(jié)腸道菌群作用相互協(xié)同，增強(qiáng)了GLP-2對(duì)UC患者的療效。

3 小結(jié)與展望

GLP-2可能通過(guò)多種介質(zhì)、多條信號(hào)通路協(xié)同發(fā)揮抗炎、調(diào)節(jié)腸道菌群和腸道營(yíng)養(yǎng)的作用。介質(zhì)與通路之間的相互作用目前尚未明確，有待研究揭示以避免發(fā)生藥物不良反應(yīng)。目前GLP-2治療UC的機(jī)制研究多為動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，尚缺乏大樣本的臨床研究。GLP-2作為腸營(yíng)養(yǎng)激素，可能會(huì)促進(jìn)腸道息肉或腸道腫瘤的生長(zhǎng)，尚需進(jìn)行深入研究以明確GLP-2類似物在UC臨床治療中的安全性、耐受性和有效性。未來(lái)GLP-2有望實(shí)現(xiàn)UC治療的理想目標(biāo)，研發(fā)具有較長(zhǎng)半衰期和較高穩(wěn)定性的新型化合物至關(guān)重要。