蝦青素與維生素E抗氧化藥物的研究現(xiàn)狀

丁紫涵，呂雪明，李梁杰，井虹蘇，程 開

（1.佳木斯大學(xué)研究生院，黑龍江 佳木斯 154000；2.深圳市龍崗區(qū)人民醫(yī)院，廣東 深圳 518100；3.佳木斯大學(xué)附屬第一醫(yī)院，黑龍江 佳木斯 154000）

蝦青素、β-隱黃質(zhì)及維生素E 均具有抗氧化的功效，而蝦青素與β-隱黃質(zhì)屬于葉黃素類。蝦青素在抑制脂質(zhì)過氧化和抑制四氯化碳誘導(dǎo)的大鼠肝臟脂質(zhì)過氧化方面的效果是維生素E 的100 倍～500 倍[1]，主要通過調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞誘導(dǎo)的先天免疫反應(yīng)來發(fā)揮作用。

1 抗氧化藥物的功效和作用機(jī)制

1.1 蝦青素藥物的功效

蝦青素一方面可以通過阻止肝星狀細(xì)胞的激活阻斷轉(zhuǎn)化生長因子-β/Smad3 信號傳導(dǎo)，進(jìn)而抑制纖維化基因的上調(diào)；另一方面通過增強(qiáng)胰島素信號和抑制促炎癥信號來改善體內(nèi)氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的胰島素抵抗。胰島素抵抗（IR）是非酒精性脂肪肝發(fā)病機(jī)制的主流，同樣導(dǎo)致IR 病因有肥胖、糖尿病和高脂血癥等[2]。IR 通過增加肝臟脂質(zhì)合成以及抑制脂肪酸β 氧化，增強(qiáng)對脂肪分解的抑制最終讓脂肪酸沉積在肝臟。雖然NAFLD 的發(fā)病機(jī)制的新學(xué)說發(fā)展成了“多重打擊學(xué)說”，但胰島素抵抗仍然是非酒精性脂肪性肝病的核心要素。IR 作為代謝綜合征的標(biāo)志主要與炎癥及關(guān)鍵循環(huán)介質(zhì)的釋放、器官和組織受到破壞、遺傳背景等因素相關(guān)。

1.2 維生素E 對NAFLD 的抗氧化作用

維生素E 作為一種氧化劑具有可防止自由基傳播的特性，通過抑制肝脂質(zhì)積累和過氧化來改善肝臟脂肪變性。維生素E 減少炎癥及降低了肝星狀細(xì)胞活化并減輕了高胰島素血癥，但不影響胰島素信號傳導(dǎo)。此外，維生素E 導(dǎo)致M1 巨噬細(xì)胞比例的降低和M2 巨噬細(xì)胞比例的增加，從而NASH 患者的炎癥會進(jìn)一步減輕。

維生素E 抑制了作為巨噬細(xì)胞極化的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子T 細(xì)胞，T 細(xì)胞的募集就會減少，脂質(zhì)過氧化誘導(dǎo)CD4 和CD8 T 細(xì)胞募集到肝臟，這刺激了NASH飲食模型中的M1 巨噬細(xì)胞反應(yīng)。因此，維生素E 有益于T 細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的肝臟募集減少，同時(shí)也會使巨噬細(xì)胞/Kupffer 細(xì)胞的M2 優(yōu)勢極化，這些均會使肝臟炎癥和纖維化減輕。

1.3 β-隱黃質(zhì)的作用

β-隱黃質(zhì)是一種易于被人體吸收的葉黃素類胡蘿卜素，血清中β-隱黃質(zhì)與氧化DNA 損傷和脂質(zhì)過氧化指數(shù)呈負(fù)相關(guān)。研究表明，高水平的血清β-隱黃質(zhì)與非糖尿病患者胰島素抵抗和酒精性肝功能障礙的改善有關(guān)。β-隱黃質(zhì)被證明具有抗炎作用，主要通過調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞誘導(dǎo)的先天免疫反應(yīng)來發(fā)揮作用。具體而言，β-隱黃質(zhì)通過抗氧化作用減少肝臟脂質(zhì)積累和過氧化，不僅調(diào)節(jié)肝臟庫普弗細(xì)胞的M1/M2 狀態(tài)外，還可以防止T 細(xì)胞的積聚和肝星狀細(xì)胞的激活。與巨噬細(xì)胞、白細(xì)胞和T 細(xì)胞的募集和激活相關(guān)的幾個(gè)基因的表達(dá)也受到β-隱黃質(zhì)的抑制。

2 蝦青素、維生素E 抗氧化藥物與NAFLD 的關(guān)系

2.1 NAFLD 的氧化機(jī)制

先天性和招募的免疫細(xì)胞都介導(dǎo)IR 和NASH 的發(fā)展，因此修改常駐及招募的巨噬細(xì)胞/Kupffer 細(xì)胞的極化有望在NAFLD 中產(chǎn)生新的治療策略。氧化應(yīng)激是NASH 進(jìn)展的關(guān)鍵，NASH 引起了人們對類胡蘿卜素作為治療NAFLD 的抗氧化劑的興趣。除了抗氧化功能外，調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞/Kupffer 細(xì)胞極化的作用也在不斷研究，從而防止NASH 進(jìn)展。膳食抗氧化劑，如β-隱黃質(zhì)和蝦青質(zhì)可有效預(yù)防或治療NAFLD。肝胰島素抵抗和非酒精性脂肪性肝炎（NASH）是由過度的肝脂質(zhì)積累和過氧化引起，維生素E 已成為NASH 的標(biāo)準(zhǔn)治療方法。然而，蝦青素比維生素E 更有效地抑制脂質(zhì)過氧化，蝦青素緩解了過量的肝脂積累和過氧化，增加了M1 型巨噬細(xì)胞/Kupffer 細(xì)胞的比例，并激活了星狀細(xì)胞以改善肝臟炎癥和纖維化。此外，蝦青素導(dǎo)致巨噬細(xì)胞/Kupffer 細(xì)胞的M2 顯性轉(zhuǎn)移，隨后肝臟中CD4（+）和CD8（+）T 細(xì)胞募集減少，有助于改善胰島素抵抗和肝臟炎癥。重要的是，蝦青素逆轉(zhuǎn)胰島素抵抗以及肝臟炎癥和纖維化，此外，蝦青素改善了肝脂肪變性，與動物實(shí)驗(yàn)相比更傾向于改善人類受試者的NASH。

2.2 免疫巨噬細(xì)胞與NAFLD

高脂肪飲食引起的肥胖、非酒精性脂肪肝與慢性低級別炎癥狀態(tài)有關(guān)，即免疫細(xì)胞逐漸浸潤到肥胖脂肪組織。免疫細(xì)胞來源的細(xì)胞因子和脂肪組織來源的脂肪因子會增加脂肪組織的炎癥，進(jìn)而非酒精性脂肪性肝病的扳機(jī)點(diǎn)IR 則觸發(fā)。一方面，粒細(xì)胞/巨噬細(xì)胞祖細(xì)胞受到干細(xì)胞生長因子-β（SCGF-β）與粒細(xì)胞巨噬細(xì)胞集落刺激因子（GM-CSF）和巨噬細(xì)胞集落刺激因子（M-CSF）的調(diào)控作用；另一方面，胰島素抵抗通過相關(guān)炎癥的誘發(fā)引起NAFLD 及肝脂肪變性[3]。

通過研究小鼠不同肥胖程度時(shí)脂肪組織的基因表達(dá)譜，有1304 個(gè)轉(zhuǎn)錄本與體重強(qiáng)烈相關(guān)，而這些轉(zhuǎn)錄本中有30%編碼的蛋白質(zhì)是為巨噬細(xì)胞特征。胰島素增敏藥物羅格列酮的治療降低了巨噬細(xì)胞特異性基因的表達(dá)，表明巨噬細(xì)胞在脂肪組織生物學(xué)中的有害作用[2-3]。人體最大的內(nèi)分泌器官已被定義為脂肪組織，而脂肪細(xì)胞與脂肪組織巨噬細(xì)胞（ATM）一起在機(jī)體中產(chǎn)生促炎介質(zhì)。當(dāng)然脂肪組織不僅分泌脂肪因子和細(xì)胞因子，同時(shí)也是負(fù)責(zé)從細(xì)胞內(nèi)儲存部位向質(zhì)膜攝取葡萄糖的器官之一。脂肪組織是成人干細(xì)胞的來源，通過研究干細(xì)胞生長因子β 以免疫作用降低IL-10 含量、促進(jìn)胰島素抵抗的進(jìn)一步發(fā)展，論證了SCGF-β 對肝臟脂肪變性的嚴(yán)重程度的影響，為后續(xù)繼續(xù)深入研究干細(xì)胞與非酒精性脂肪肝發(fā)病機(jī)制相關(guān)性提供了基礎(chǔ)理論。

3 蝦青素、維生素E 抗氧化藥物的研究現(xiàn)狀

蝦青素（ASTN）這種抗氧化劑可經(jīng)天然獲得，口服ASTN 通過調(diào)節(jié)肝臟免疫反應(yīng)、肝臟炎癥和氧化應(yīng)激會預(yù)防性改善NASH 的發(fā)育和肝纖維化?？傊珹STN 可以治療由單核細(xì)胞產(chǎn)生的巨噬細(xì)胞浸潤的肝臟組織。研究表明，ASTN 顯著抑制巨噬細(xì)胞中促炎細(xì)胞因子和趨化因子CCL2 的表達(dá)，以響應(yīng)脂多糖（LPS）刺激[4]。ASTN 作為一種有前途的治療劑，通過調(diào)節(jié)肝內(nèi)免疫來抑制NASH 和肝纖維化。

福建省食品微生物與酶工程技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室與廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院合作篩選出16 種代謝調(diào)節(jié)劑，以提高高產(chǎn)和野生型菌株中的蝦青素產(chǎn)量。氟康唑和谷氨酸使蝦青素體積產(chǎn)率分別在MVP14 中增加了25.8%和30.9%。另外，選擇6 種抑制競爭途徑并促進(jìn)蝦青素合成的添加劑進(jìn)行聯(lián)合處理，發(fā)現(xiàn)最佳組合是青霉素、乙醇、三氯生和氟康唑，使蝦青素細(xì)胞產(chǎn)量提高了51%。因此，同時(shí)促進(jìn)主途徑（甲羥戊酸鹽）和抑制競爭途徑（脂肪酸合成和麥角甾醇）是提高蝦青素細(xì)胞產(chǎn)量的最佳策略。

4 結(jié)論

β-胡蘿卜素是存在于橙黃色及深綠色蔬菜水果中分布最廣泛的類胡蘿卜素。β-胡蘿卜素對肝臟脂肪變性、纖維化、氧化應(yīng)激、炎癥和凋亡均具有潛在的預(yù)防和保護(hù)作用，可以通過飲食補(bǔ)充β-胡蘿卜素來預(yù)防NASH 的發(fā)生和發(fā)展。蝦青素等抗氧化劑在體外直接降低LPS 誘導(dǎo)的M1 巨噬細(xì)胞活化，增加M2巨噬細(xì)胞活化的機(jī)率，表明其直接靶向巨噬細(xì)胞。所以抑制M1 極化和/或驅(qū)動M2 巨噬細(xì)胞/Kupffer 細(xì)胞交替激活的治療策略可防止炎癥，從而阻止NASH進(jìn)展。蝦青素等抗氧化劑也會是NASH 患者的一種有希望的治療方法。

由于飲食的改變導(dǎo)致NAFLD 已從單純的脂肪變性非?？焖俚倪M(jìn)展為晚期的NASH，該病的進(jìn)展速度嚴(yán)重影響到全球約1/4 的人口健康。所以我們要繼續(xù)深入研究蝦青素、β-隱黃質(zhì)等抗氧化劑在NAFLD發(fā)病機(jī)制的作用及其產(chǎn)出的辦法，以尋求非酒精性脂肪性肝病更多更有效的治療靶點(diǎn)。