膽汁酸調(diào)控S1PR2 通路在動物炎癥中的作用研究進(jìn)展

李保鋒，黎力之，幸清鳳，謝芳，廖曉鵬，關(guān)瑋琨，文龍，張海波*，郭冬生*

（1.宜春學(xué)院生命科學(xué)與資源環(huán)境學(xué)院，江西省高等學(xué)校硒農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究中心，宜春市功能農(nóng)業(yè)與生態(tài)環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，宜春學(xué)院繼續(xù)教育學(xué)院，江西宜春 336000；2.江西正宇生物科技有限公司，江西宜春 336000）

膽汁酸（BAs）作為膽汁的主要成分之一，是肝臟膽固醇分解代謝的終產(chǎn)物，是一類具有較強(qiáng)表面活性的兩親性甾醇類化合物，有助于腸道吸收脂溶性營養(yǎng)物質(zhì)。S1PR2 作為1-磷酸鞘氨醇（S1P）受體之一，廣泛表達(dá)于各種組織和細(xì)胞中，在機(jī)體中發(fā)揮“第二信使”作用，影響心血管系統(tǒng)、內(nèi)耳系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)等。BAs 作為S1PR2 上游激活物，可通過2 條途徑提高S1PR2 活性介導(dǎo)免疫反應(yīng)：其一，?；悄懰幔═CA）、甘氨膽酸（GCA）、甘氨鵝脫氧膽酸（GCDCA）和?；蛆Z脫氧膽酸（TDCA）等BAs 直接上調(diào)基因表達(dá)；其二，BAs 通過激活法尼醇X 受體（FXR）與G 蛋白膽汁酸偶聯(lián)受體5（TGR5），提高S1P 含量，增強(qiáng)S1PR2 結(jié)合S1P 的能力?；罨腟1PR2 通過下調(diào)絲氨酸/蘇氨酸激酶（AKT）表達(dá)和抑制炎性因子，緩解由過量NF-кB、c-Jun 氨基末端激酶（JNK）引起的過度炎癥反應(yīng)；S1PR2 還可促進(jìn)細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶（ERK1/2）磷酸化，上調(diào)蛋白激酶C（）表達(dá)，提高機(jī)體中NF-B 與JNK 活性，維持動物體正常炎癥反應(yīng)應(yīng)答。本文對BAs 經(jīng)S1PR2 途徑在動物炎癥相關(guān)信號通路中的影響進(jìn)行綜述，進(jìn)一步明確它們之間的關(guān)系，為緩解動物機(jī)體炎癥提供理論參考。

1 BAs 概述

1.1 BAs 代謝 膽固醇通過經(jīng)典途徑和替代途徑合成初級BAs，經(jīng)典途徑因中間產(chǎn)物為中性膽固醇故又稱中性途徑，由滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上膽固醇7-羥化酶（CYP7A1）啟動，通過甾醇12-羥化酶（CYP8B1）和甾醇27-羥化酶（CYP27A1）催化生成膽酸（CA）、鵝脫氧膽酸（CDCA）和鼠膽酸（MCA），再與?；撬岷透拾彼峤Y(jié)合變成結(jié)合型初級BAs。替代途徑也稱酸性途徑，該途徑占人體總BAs 合成的18%，膽固醇在線粒體內(nèi)膜中CYP27A1 作用下生成27-羥化膽固醇，后經(jīng)CYP8B1 催化生成CDCA。游離BAs 與甘氨酸或?；撬嵋怎０锋I形式形成結(jié)合型初級BAs，再由膽鹽輸出泵轉(zhuǎn)至膽小管，隨膽汁進(jìn)入膽囊。當(dāng)機(jī)體進(jìn)食后，食物刺激小腸黏膜I 型分泌細(xì)胞分泌縮膽囊素，引起膽囊收縮及Oddi 括約肌舒張，使膽汁排入小腸。進(jìn)入腸道的初級BAs 在細(xì)菌作用下轉(zhuǎn)化為次級BAs，大部分BAs 以主動運(yùn)輸方式吸收，經(jīng)回腸遠(yuǎn)端腸絨毛刷狀緣頂端鈉依賴性膽酸轉(zhuǎn)運(yùn)體進(jìn)入腸上皮細(xì)胞；少部分BAs 以被動運(yùn)輸?shù)姆绞皆谛∧c和結(jié)腸處吸收。進(jìn)入腸上皮細(xì)胞的BAs 在結(jié)合蛋白作用下運(yùn)至基底外側(cè)膜，經(jīng)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白參與后從門靜脈流回肝竇，由Na-?；悄懰猁}轉(zhuǎn)運(yùn)多肽和有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)肽介導(dǎo)進(jìn)入肝細(xì)胞。重吸收的BAs 經(jīng)肝細(xì)胞改造后生成三級BAs，再隨膽汁重新進(jìn)入十二指腸，完成1 次BAs 腸肝循環(huán)。

1.2 腸道菌群對BAs 代謝的影響 腸道微生物修飾BAs的第一步是去共軛，利用Lactobacillus、Bifidobacterium和Enterococcus 等產(chǎn)生膽鹽水解酶（BSH），解離共軛BAs 中甘氨酸或牛磺酸基團(tuán)，從而使結(jié)合BAs 轉(zhuǎn)化為游離BAs；BSH 作用于結(jié)合型初級BAs 的C-N 鍵，促進(jìn)氨基酸殘基與BAs 分子間N-乙酰胺鍵水解，再次形成游離BAs，阻止BAs 被腸粘膜上皮主動重吸收。第二步為7-脫羥基環(huán)節(jié)，7-脫羥基反應(yīng)前提是去共軛，當(dāng)結(jié)合型初級BAs 發(fā)生去共軛作用后才使羥基暴露，隨后Bacteroides、Lactobacillus 和Fusobacterium 等產(chǎn)生7-脫羥基酶，經(jīng)多步反應(yīng)脫去游離BAs 中7/-羥基，使CA、CDCA 分別轉(zhuǎn)變?yōu)槊撗跄懰幔―CA）、石膽酸（LCA）。在差向異構(gòu)化階段，Bacteroides、Clostridium、Collinsella、Eubacterium、Eubacterium、Peptostreptococcus 和Ruminococcus 等細(xì)菌在C3、C7 和C12 的羥基氧化和差向異構(gòu)化中發(fā)揮作用，Eubacterium lentum 和Fusobacterium 還使-MCA 經(jīng)6/7-差向異構(gòu)化形成ω-MCA 或γ-MCA。在酯化及脫硫反應(yīng)階段，Bacteroides、Lactobacillus、Eubacterium 和Fusobacterium等細(xì)菌參與BAs 酯化過程，F(xiàn)usobacterium、Pseudomonas和Peptococcus 等細(xì)菌參與BAs 脫硫過程。總之，BAs 隨膽汁排入腸腔后，腸道菌群對初級BAs 進(jìn)行去共軛化、脫羥基化、差向異構(gòu)化、酯化及脫硫反應(yīng)等過程，形成具有不同生物學(xué)功能的次級BAs。此外，BAs過量時(shí)還可以通過刺激腸上皮產(chǎn)生誘導(dǎo)型一氧化氮合酶和白介素來間接抑制腸細(xì)菌的生長和增殖。

2 BAs 對S1PR2 的作用途徑

膽汁過量分泌或腸道菌群異常時(shí)，往往會導(dǎo)致腸道損傷，而在正常范圍內(nèi)，提高機(jī)體中BAs 水平，可增加BAs 下游通路活性，保證腸黏膜屏障穩(wěn)定。

2.1 BAs 直接途徑對S1PR2 的影響 S1P 是鞘磷脂代謝產(chǎn)物之一，是生物活性膜的重要組成部分，S1PR2 作為S1P 的受體之一，廣泛分布于機(jī)體各種組織與器官，通過與S1P 結(jié)合可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定內(nèi)皮屏障功能穩(wěn)態(tài)、平衡炎癥反應(yīng)、修復(fù)體組織，保證機(jī)體正常免疫機(jī)能。在腸肝循環(huán)中，對S1PR2 具有調(diào)控作用的多為結(jié)合型BAs，如TCA、GCA、GCDCA 及TDCA 等。在 肝臟中，腸上皮內(nèi)結(jié)合型次級BAs 經(jīng)腸肝循環(huán)從門靜脈流回肝竇，再經(jīng)Na-?；悄懰猁}轉(zhuǎn)運(yùn)多肽和有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)肽進(jìn)入肝細(xì)胞，活化肝細(xì)胞S1PR2，抑制腫瘤壞死因子（TNF）-、促進(jìn)生長因子表達(dá)和受損肝組織再生。TCA 在促進(jìn)膽管細(xì)胞的大量增殖并保護(hù)膽管細(xì)胞免受膽管結(jié)扎誘導(dǎo)的凋亡中發(fā)現(xiàn)，全肝和膽管細(xì)胞中的表達(dá)明顯上調(diào)。在腸道中，結(jié)合型BAs通過主動運(yùn)輸方式進(jìn)入腸上皮細(xì)胞，腸上皮中S1PR2接受TCA、GCA 刺激后活化，與S1P 充分結(jié)合，抑制AKT、提高免疫蛋白含量，降低炎癥因子水平。

2.2 BAs 間接途徑對S1PR2 的影響

2.2.1 BAs 介導(dǎo) FXR 途徑對S1PR2 的影響 S1P 是神經(jīng)鞘磷脂代謝產(chǎn)生，神經(jīng)鞘磷脂由鞘氨醇激酶催化產(chǎn)生神經(jīng)酰胺，后者被神經(jīng)酰胺酶進(jìn)一步催化產(chǎn)生神經(jīng)鞘氨醇，神經(jīng)鞘氨醇通過鞘氨醇激酶的催化使鞘氨醇C-1位羥基磷酸化產(chǎn)生S1P。FXR 在腸上皮細(xì)胞中通過提高神經(jīng)酰胺水平促進(jìn)S1P 產(chǎn)生，SIP 與廣泛分布于動物體生物質(zhì)膜上的S1PR2 結(jié)合，介導(dǎo)S1PR2 途徑發(fā)揮作用。FXR 是BAs 發(fā)揮生物學(xué)作用的重要受體之一，可由CDCA、TCA、DCA 和LCA 激活。研究顯示，葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白2（GLUT2）的表達(dá)依賴于S1PR2 對ERK1/2 磷酸化，而BAs 激活FXR 也可增加表達(dá)，提高腸道上皮細(xì)胞攝取葡萄糖，抑制FXR，減少S1PR2 含量，降低ERK1/2 磷酸化程度。以上表明S1PR2 途徑產(chǎn)生的生物學(xué)效應(yīng)受FXR 調(diào)控。飼喂FXR抑制劑Tempol 的小鼠中，其回腸和血清中神經(jīng)酰胺水平顯著降低，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)XR 抑制后，神經(jīng)酰胺基因表達(dá)降低。FXR 活化可激活神經(jīng)酰胺，給予小鼠FXR 激動劑飼喂后，其腸道FXR 基因表達(dá)上調(diào)，回腸神經(jīng)酰胺分泌水平升高。

2.2.2 BAs 介導(dǎo)TGR5 途徑對S1PR2 的影響 膜受體TGR5 是G 蛋白偶聯(lián)受體家族成員，其內(nèi)源性激動劑為LCA、TLCA、DCA、CDCA 和GCA，其中GCA 作為TGR5 途徑中最廣泛的內(nèi)源性激動劑，并與S1PR2 激活密切相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)GCA 處理的膽管癌細(xì)胞較對照組細(xì)胞中和的基因表達(dá)分別提高8.6倍和3.4 倍，并且TGR5 激活可促進(jìn)S1PR2 在大鼠腎小球系膜細(xì)胞中的內(nèi)在化。TGR5 在S1PR2 途徑中，提高環(huán)磷酸腺苷（cAMP）活性，增強(qiáng)鞘氨醇激酶（SPHK）作用效果，促進(jìn)S1P 與S1PR2 結(jié)合。研究發(fā)現(xiàn)，小鼠使用TGR5 特異性激活劑INT-777 后，活化TGR5 后提高cAMP 含量，激活SPHK 途徑，降低氧化應(yīng)激和神經(jīng)元凋亡率。綜上，TGR5 促進(jìn)cAMP 生成，提高SPHK 水平，促進(jìn)S1PR2 結(jié)合S1P 過程。

3 S1PR2 對動物炎癥反應(yīng)通路的影響

機(jī)體發(fā)生炎癥反應(yīng)時(shí)，S1PR2 通過降低關(guān)鍵因子AKT 抑制NF-B 與JNK 2 條促炎通路，下調(diào)炎癥因子表達(dá)，減弱機(jī)體炎癥反應(yīng)。在免疫應(yīng)答較弱時(shí)，機(jī)體通過S1PR2 上調(diào)關(guān)鍵因子基因表達(dá)，提高NF-B 與JNK 通路活性，維持機(jī)體炎癥平衡。

3.1 S1PR2 介導(dǎo)AKT 通路調(diào)控炎癥反應(yīng) S1PR2 在炎癥反應(yīng)中，可通過降低AKT 磷酸化水平，減弱機(jī)體炎癥反應(yīng)。AKT 又稱蛋白激酶B，是一種廣泛存在于胞質(zhì)中的蛋白激酶，其在調(diào)控細(xì)胞生存、凋亡中發(fā)揮著重要作用，且與炎癥的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。JNK、NF-B、內(nèi)皮型一氧化氮合酶（eNOS）與AKT 密切相關(guān)，是AKT下游通路中的炎癥途徑，AKT 磷酸化后，可上調(diào)三者基因表達(dá)水平。研究發(fā)現(xiàn)，機(jī)體炎癥反應(yīng)劇烈時(shí)，受BAs 刺激后S1PR2 活性上升，與S1P 結(jié)合能力提高，機(jī)體胞質(zhì)中AKT 與p-AKT 含量下降，降炎作用開啟，這與使用AKT 抑制劑降低p-Akt、NF-B p65、TNF-和白細(xì)胞介素（IL）-1結(jié)果相似。彭暉等在高糖誘導(dǎo)的內(nèi)皮增殖中發(fā)現(xiàn)，上調(diào)表達(dá)后，p-AKT/AKT 含量降低，加入S1PR2 特異性拮抗劑（JTE-013）后，p-AKT/AKT 含量增加?？梢?，在炎癥反應(yīng)劇烈時(shí)，S1PR2 通過下調(diào)AKT 表達(dá)和降低已有AKT 磷酸化程度來控制JNK、NF-B 及eNOS 炎癥途徑。此外，S1PR2 也可直接抑制NF-B 通路下游因子iNOS、TNF-、IL-6。在敲除基因的小鼠中，其肺細(xì)胞中誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（iNOS）含量、中性粒細(xì)胞比值及炎癥細(xì)胞因子表達(dá)顯著升高，而未敲除基因小鼠肺細(xì)胞中炎癥因子含量均降低。

3.2 S1PR2 介導(dǎo)ERK1/2、PKC 通路調(diào)控炎癥反應(yīng) ERK1/2是一類高度保守分布廣泛的絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，可通過上調(diào)基因表達(dá)，并以MAPKK 身份參與MAPKKKs-MAPKK-MAPK 三級激活反應(yīng)活化JNK，從而介導(dǎo)炎癥反應(yīng)。炎癥反應(yīng)中，S1PR2 受DCA 刺激后，通過亞基耦聯(lián)G 蛋白亞型（G）i 提高ERK1/2活性，上調(diào)JNK 基因表達(dá)，維持機(jī)體炎癥平衡。研究發(fā)現(xiàn)，S1PR2 偶聯(lián)激活G蛋白后，表達(dá)上調(diào)，ERK1/2 磷酸化水平提高，P-ERK1/2 轉(zhuǎn)移至核內(nèi)時(shí)，激活核內(nèi)基因表達(dá)，提高胞內(nèi)炎癥因子環(huán)氧合酶（COX）、iNOS、IL-1、IL-6、TNF-濃度。PKC屬于絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶家族，在各種炎癥的產(chǎn)生和維持過程中發(fā)揮著重要作用，其可通過提高IKK 復(fù)合物磷酸化程度來促進(jìn)IKK 降解釋放NF-B，并上調(diào)NF-B 轉(zhuǎn)錄水平，從而介導(dǎo)炎癥反應(yīng)。S1PR2 的亞基激活Gq 蛋白后，細(xì)胞內(nèi)PKC 水平升高，IKK 復(fù)合物磷酸化程度上升，核內(nèi)亞基的轉(zhuǎn)錄水平上調(diào)，NF-B 含量升高。研究發(fā)現(xiàn)，S1PR2 激活PKC 后，上調(diào)了亞基表達(dá)，提高了甲狀腺的炎癥水平，而使用抑制劑鈣磷蛋白C 阻斷PKC 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑后，細(xì)胞內(nèi)IKK 復(fù)合物的磷酸化程度下降。此外，S1PR2 可通過上調(diào)Toll 受體（）表達(dá)，穩(wěn)定炎癥因子水平，平衡機(jī)體炎癥。Wang 等在小鼠肝臟中發(fā)現(xiàn)，提高S1P 含量將導(dǎo)致TLR-4 水平升高。在組織因炎癥發(fā)生損傷或炎癥劇烈時(shí)，TLR-4 可激活抗炎因子IL-10 和刺激炎癥局部組織增生，修復(fù)腸道黏膜；在機(jī)體炎癥初期或抵御外界侵襲時(shí)，TLR-4 還可上調(diào)和COX-2表達(dá)，提高等促炎細(xì)胞因子轉(zhuǎn)錄活性，誘發(fā)炎性反應(yīng)。

4 總結(jié)與展望

BAs 通過上調(diào)基因表達(dá)激活FXR 與TGR5通路，提高S1P 含量，增強(qiáng)S1PR2 結(jié)合S1P 能力，介導(dǎo)S1PR2 途徑下免疫反應(yīng)。機(jī)體免疫異常時(shí)，S1PR2下調(diào)表達(dá)，并降低中性粒細(xì)胞比值及炎癥細(xì)胞因 子iNOS、TNF-、IL-6含量，抑制NF-B 與JNK作用過程與活性，避免炎癥過度反應(yīng)。免疫功能低下時(shí)，S1PR2 通過亞基偶聯(lián)G、G蛋白，提高ERK1/2、PKC 活性，維持動物體正常炎癥反應(yīng)，抵御外來異物的侵?jǐn)_?？梢?，S1PR2 在炎癥調(diào)節(jié)中的兩步反應(yīng)，維持了動物體免疫防線的穩(wěn)定。目前，S1PR2 在動物生產(chǎn)中應(yīng)用相對匱乏，但其在替代抗生素方面的潛力越發(fā)明顯。對于動物體免疫異常，BAs 可否作為飼料添加劑用以提高S1PR2 含量，平衡炎癥反應(yīng)和恢復(fù)腸道上皮功能，以此解決因免疫異常導(dǎo)致動物生產(chǎn)力下降等問題，還需進(jìn)一步深入探究。