Ghrelin與炎癥性疾病的研究進展＊

劉 聰 綜述，李 蓉審校

（第三軍醫大學預防醫學院全軍復合傷研究所／創傷、燒傷與復合傷國家重點實驗室／重慶市納米醫藥工程技術研究中心 400030）

自Ghrelin在1999年最終被日本科學家Kojima等用免疫組織化學的方法從大鼠胃組織中提取出來以來，各國科學家對Ghrelin已進行了深入而廣泛的研究，其結構和生理功能得到了更多闡釋并在臨床某些疾病的治療中發揮了一定作用。如肥胖癥、厭食癥、糖尿病、消化系統及心血管系統疾病等，其中與炎癥性疾病的關系最為密切，故本文擬從該角度作一綜述。

1 Ghrelin概述

Ghrelin是一種內源性腦腸肽，主要由胃底部X／A樣細胞分泌，由于可調節食欲故又名“胃饑餓素”。成熟的Ghrelin由26～28個氨基酸組成：在哺乳動物中含28個氨基酸，此類氨基酸序列高度保守并具有多種生物學功能；而在鳥類、兩棲類及魚類中其長度稍有不同，但與前者相比有著相似的生理作用［1］。Ghrelin包含去辛酰化和辛酰化兩種結構形式，后者是在酰基轉移酶（ghrelin－O－acyl transferase，GOAT）的作用下于N端第3位絲氨酸殘基上進行辛酰化而形成的，是其發揮眾多生物學效應的主要結構。血循環中，辛酰化和去辛酰化Ghrelin的比例約為10%～20%，且在體內某些降解酶類的作用下，二者含量可在數分鐘內發生改變，因此Ghrelin在體內發揮作用的有效半衰期較短，故在Ghrelin作為治療措施時應充分考慮此問題［2］。Ghrelin主要由胃分泌，但也見于十二指腸、空腸、回腸及結腸，含量依次遞減；部分器官如下丘腦、胰腺等和某些免疫細胞也可見分泌，因此分布較為廣泛［1－3］。Ghrelin作用的發揮有賴于與其受體GHSR－1a（growth hormone secreta－gogues receptor－1a）的結合。GHSR－1a屬于G蛋白偶聯受體，主要分布于下丘腦、垂體和海馬，也可見于免疫細胞［3］。辛酰化的Ghrelin進入中樞神經系統并與GHSR－1a結合除可刺激生長激素（growth hormone，GH）分泌外，還可調節神經系統的活性進而發揮一系列的生物學作用；而去辛酰化的Ghrelin并不與該類受體結合，但也有促進食欲的作用，其機制和生理意義有待于更多研究闡明。

2 Ghrelin與炎癥性疾病

2.1 Ghrelin與膿毒癥 膿毒癥可由多種病因引起，主要表現為血液中炎性介質的持續高濃度存在，重者可導致多器官功能衰竭而危及生命。Chang等［4］通過建立大鼠內毒素休克模型并使用Ghrelin治療發現：早期和晚期治療均可顯著提高大鼠血清葡萄糖濃度并降低乳酸鹽濃度，維持血壓穩定并降低病死率；其中早期治療避免了心肌中ATP含量的過度降低，從而保護心功能而抵抗休克。體外實驗也發現內毒素（lipopolysaccharides，LPS）可促進胃黏膜分泌Ghrelin，與外源性Ghrelin一起可共同發揮抗休克作用。此研究與Wu等［5］的研究結果共同說明了在膿毒癥中Ghrelin可維持心血管系統的穩定，具有治療意義。Ghrelin也可治療由膿毒癥引起的繼發性腦損傷、肺損傷、胃腸道功能紊亂和急性腎衰，防止多器官功能衰竭的發生［6－9］。在膿毒癥所致腦病模型中，Ghrelin可上調抗凋亡蛋白Bcl－2（B cell lymphoma／leukmia－2）的表達并降低caspase－3的表達，提高神經細胞活性而阻礙凋亡，從而改善大腦認知功能；在急性肺損傷中，Ghrelin可減輕肺水腫、肺血管充血、肺間隔增厚及中性粒細胞浸潤，可能與其抑制了核苷酸結合寡聚域（nucleotide－binding oligomerization domain 2，NOD2）mRNA的表達及其下游 NF－κB（nuclear factor kappa B，NF－κB）的激活，從而降低肺組織中炎性介質TNF－α、IL－6的水平有關；膿毒癥可導致腸道功能受損，腸道通透性增加，菌群移位增加。高遷移率族蛋白B1（high mobility group box 1，HMGB1）可增加腸道通透性，而Ghrelin可抑制LPS所致腸功能損傷中HMGB1的過度釋放，抑制通透性過度增加，減少菌群移位。此外有研究發現，Ghrelin還具有提高細菌清除率和殺菌的作用，因此Ghrelin可能還是一種抗菌肽，這對膿毒癥的控制非常有利［10］；在急性腎損傷中，Ghrelin不僅可降低血液中NO及誘導NO合酶（iNOS）水平，還可防止腎小球濾過率和腎血流量下降而不影響平均動脈壓。其次可抑制LPS所致腎組織中TNF－α的過度表達，從而發揮腎保護作用。當然，Ghrelin對器官最基本的保護作用是增加器官組織血流灌注。Wu等［11］通過盲腸穿刺結扎（cecal ligation and puncture，CLP）建立了LPS所致大鼠膿毒癥模型，并于5h后靜脈持續15h輸注Ghrelin進行治療發現：血循環總外周阻力降低，心搏量、心輸出量增加，肝、腎及小腸等器官血流灌注量增加。其機制可能是與 Ghrelin下調內皮素－1（endothelin－1，ET－1），抑制血管內皮細胞內NF－κB激活而減少促炎介質的分泌有關。

Ghrelin在膿毒癥中的治療作用最基本也是最重要的分子機制是對炎性介質的調節。辛酰化的Ghrelin可與外周效應細胞（如血管內皮細胞）上的相應受體（GHSR－1a）結合，部分減少促炎介質表達，但抗炎作用非常有限。在正常情況下，辛酰化的Ghrelin只有極少量能夠透過血腦屏障并與存在于下丘腦等處的受體結合，主要調節食欲；而在膿毒癥所致血腦屏障受損的情況下，Ghrelin的透過量可大大增加。此時使用Ghrelin治療可明顯影響植物神經系統興奮性：抑制由膿毒癥所導致的交感神經的過度活化（應激）和提高迷走神經的興奮性，進而減少糖皮質激素及兒茶酚胺的過度釋放，促進乙酰膽堿釋放（保證迷走神經完整性的前提下），最終發揮抗炎作用和保護機體的功能［12］。該機制可概括為中樞性調節交感神經系統和迷走神經系統功能的再平衡。

2.2 Ghrelin與消化系統炎性疾病 Ghrelin大部分起源于胃腸道，胃腸道疾病可降低Ghrelin在組織和循環中的水平，而反過來Ghrelin也可對某些胃腸道疾病，如胃腸動力障礙、腸易激綜合征和胃腸道腫瘤等具有診斷或治療價值［13］。幽門螺桿菌（helicobacter pylori，HP）感染是慢性活動性胃炎及一系列胃及十二指腸疾病的重要病因。Gokcel等［14］通過對39例HP陽性感染者和陰性感染者血漿中Ghrelin水平進行比較分析發現，HP感染對血漿Ghrelin水平并沒有影響。在對胃部炎癥的研究中，Choi等［15］發現Ghrelin和瘦素可對胃部炎癥產生影響；血漿高清蛋白水平可減少Ghrelin表達，反之則表達增加，該調節作用在HP感染后消失。比較重要的是，Choi還發現Ghrelin可使HP感染后細胞外信號調節激酶（extracellular signal－regulated kinase，ERK）不被激活和 NF－κB的 DNA結合能力下降，從而減輕HP的炎性刺激，賦予胃抵御外來損傷的能力而發揮胃保護作用。

Ghrelin也有望用于炎癥性腸病（inflammatory bowel disease，IBD）的治療。IBD主要表現為腸道黏膜的暴露損傷和局部炎癥的遷延不愈，影響腸道的消化吸收等功能。目前，臨床治療集中于使用類固醇激素、免疫調節劑及飲食調節等方法來控制炎癥發展和補充機體能量。動物實驗發現Ghrelin可改善IBD炎癥狀態，并促進病變上皮的修復，其機制可能是［16－17］：（1）減輕局部炎癥和系統性炎癥；（2）促進生長激素（growth hormone，GH）及胰島素樣生長因子（insulin－like growth factor－1，IGF－1）釋放，使進食量增加；（3）促進腸道運動；（4）增加 NO和PGE2（prostaglandin E2）釋放，腸道供血增多。但其具體機制如何還需要更多研究證實。

肝損傷可引起肝臟的炎癥及纖維化。在CCl4所致大鼠急性肝損傷模型中，采取Ghrelin預防治療可降低肝組織丙二醛（malondialdehyde，MDA）和血漿NO水平，并提高肝組織中超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、過氧化氫酶（catalase，CAT）和谷胱甘肽過氧化物酶（glutathion peroxidase，GPx）含量。故在發揮抗氧化作用的同時減輕肝組織的病理損傷，防止肝臟發生炎性損傷［18］。此外在膽管結扎所致肝臟慢性損傷及炎癥的大鼠模型中，Ghrelin可減少肝細胞凋亡并降低促炎因子水平，阻礙肝纖維化；在慢性丙型肝炎患者中，Ghrelin基因多態性會干擾肝纖維化進展，因此有望用于肝臟的抗纖維化治療［19］。Ghrelin對急性胰腺炎也具有治療作用。Ghrelin通過抑制胰腺組織中NF－κB的表達，從而降低急性胰腺炎動物血清中炎性介質 TNF－α，IL－1β和IL－6水平，還可通過增加胰腺供血、促進胰腺細胞增殖來共同減輕胰腺的病理損傷［20－21］；Ghrelin也可減輕由其引起的肝、肺急性損傷，主要機制是降低NF－κB活性、減少中性粒細胞浸潤和P物質（substance P）釋放［20－22］。

2.3 Ghrelin與呼吸、泌尿系統炎性疾病 慢性呼吸道感染的主要特征是呼吸道中性粒細胞的持續性浸潤，這與其引起的炎癥與肺功能的惡化密切相關。Tsuyoshi等［23］對7例合并有慢性呼吸道感染的惡病質患者進行了為期3周的Ghrelin治療，結果患者痰中中性粒細胞密度、去甲腎上腺素和炎性介質濃度得到降低，血清蛋白、體質量和運動耐量均有所增加，并指出Ghrelin可用于合并有慢性呼吸道感染的肺部疾病的支持治療。對于急性肺損傷，Yoshifumi等［24］建立了由博來霉素誘導的小鼠急性肺損傷模型，并采取Ghrelin進行治療。通過研究發現，Ghrelin救治組與對照組相比，前者食欲增強、體質量增加，總病死率下降；肺泡腔中性粒細胞浸潤減少，肺血管通透性降低，支氣管肺泡灌洗液中炎性因子減少；同時肺泡上皮細胞凋亡減少、肺纖維化程度降低；病理切片證實肺組織損傷程度明顯減輕。因此，Ghrelin可遏制急性肺損傷病情惡化。鑒于上述Ghrelin在肺部疾病中的治療作用，Ghrelin也有可能對以慢性肺部感染、惡病質為主要特征的慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）起效［25］。

由于慢性感染是慢性腎臟疾病（chronic kidney diseases，CKD）的重要病因，而CKD的主要表現之一是惡病質，基于Ghrelin的抗炎和代謝調節作用，其在此類疾病的治療中也占有一席之地。

2.4 Ghrelin與其他系統炎性疾病 Gonzalez－Rey等［26］在探索Ghrelin對結腸炎小鼠的治療作用中指出，Ghrelin可通過調節一系列的炎性介質來下調Th1細胞起源的自身免疫反應而起到治療效果，因此Ghrelin可用于腦脊髓多發性硬化和風濕性關節炎的治療。在小鼠自身免疫性腦脊髓炎模型（多發性硬化的典型模型）中，Ghrelin治療（5μg·kg－1·d－1，連續皮下注射35d）可減輕該病的嚴重程度，其主要機制是降低了腦脊髓小膠質細胞中炎性介質 TNF－α、IL－6及IL－1βmRNA 的表達；而且在體外Ghrelin也可抑制由LPS處理的巨噬細胞和小膠質細胞分泌過多的炎性介質，因此Ghrelin對該病的治療作用依賴其與該類細胞上GHSR－1a受體相結合，而可能與其神經調節作用無關［27］。慢性關節炎主要表現為受累關節的浸潤性炎癥和關節畸形。有研究發現，Ghrelin受體激動劑（growth hormone－releasing peptide－2，GHRP－2）可減少關節炎大鼠的關節炎評分和足趾體積，下調血清中IL－6水平，從而減輕關節炎癥狀。其機制也可能與GHRP－2作用于相關免疫細胞從而實現其抗炎作用有關。關節炎可引起的另外一個病征是關節畸形，由關節周圍骨骼肌病變引起。有學者指出關節炎可導致周圍骨骼肌中 MuRF1（muscle－specific ubiquitin ligases muscle ringfinger 1）、MAFbx（muscle atrophy F－box）、TNF－α、IGF－Ⅰ和IGFBP－5（IGF－binding protein－5）mRNA 表達增加，從而促進骨骼肌通過“泛素－蛋白酶體水解途徑”而實現分解代謝。而GHRP－2可抑制 MuRF1、MAFbx、TNF－α和IGFBP－5mRNA增加，因此GHRP－2可阻礙關節炎時骨骼肌的分解代謝，減輕關節炎癥狀。Ghrelin在系統性紅斑狼瘡（systemic lupus erythematosus，SLE）中含量較低，尤其在合并有關節炎或血液系統異常的情況下，說明其在SLE中的作用非常重要，是否對SLE有治療效果還需大量臨床研究證實。

3 結 語

Ghrelin治療作用的發揮有賴于與其受體相結合。因該受體廣泛分布于中樞神經系統和外周器官組織，故其作用亦非常廣泛：抗炎作用的發揮一是作用于中樞交感／迷走神經系統并調節其興奮性，二是作用于外周靶細胞（如血管內皮細胞和免疫細胞等）并調節相關炎性介質水平，進而影響疾病進程。目前關于Ghrelin的研究大都限于動物水平，對其發揮作用的某些機制也未完全認識清楚，甚至存在分歧，而且在各類疾病中其最佳給藥劑量、途徑和時間等尚待明確，但鑒于Ghrelin安全、方便、有效的特點，有望在臨床得到更多研究和廣泛應用。

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