瘦素的生物學特性及其與肝病相關性的研究進展

梁萬勝，王宏賓

（1.青海大學，青海 西寧 810016；2.青海大學附屬醫院，青海 西寧 810001）

瘦素（Leptin）是一種由白色脂肪組織產生的、多靶器官、功能廣泛的蛋白類激素。肯尼迪猜想[1]提出，該激素可以調節體重，尤其是調節脂肪組織的數量，并受下丘腦新陳代謝控制中心的調節，以維持機體能量代謝平衡。1994年，英國學者Zhang等[2]利用定位克隆技術，首次成功克隆了遺傳性肥胖小鼠（ob/ob小鼠）的肥胖基因，其編碼產物即為瘦素。1998年，Potter等[3]在活化的肝星狀細胞中發現瘦素的mRNA和蛋白質后，人們開始關注瘦素與肝病的關系。鑒于人們對瘦素認識的不斷深入及其與肝病的密切關系，本文將對瘦素的生物學特性、其與肝病的相關性進行綜述。

1 瘦素的生物學特性

人類瘦素主要由白色脂肪組織分泌，棕色脂肪、骨骼肌、胃黏膜、胎盤、肝星狀細胞以及腦組織等的分泌量較少[4]。其主要生理功能[1]包括 ：（1）抑制攝食、增加能量消耗；（2）調節生長發育；（3）調節炎癥反應、免疫功能；（4）促進上皮細胞 、血管生長；（5）調節神經內分泌功能；（6）保護消化系統功能；（7）維持正常血脂代謝等。

瘦素的分泌具有晝夜節律性[5]，從20：00至次日3：00為分泌高峰，并呈脈沖性分泌，也有文章報道在凌晨2：00左右瘦素水平達高峰，以后逐漸下降，下午1：00達低谷。此分泌節律可能與進食、性別、肥胖程度、胰島素濃度及下丘腦—垂體軸的變化有關。Utriainen認為夜間血清瘦素水平升高是白天高胰島素的結果[6]，而Sinha則認為與抑制夜間進食有關，進食及隨之出現的血糖和胰島素變化對瘦素晝夜節律無明顯影響。女性月經周期中瘦素分泌也有變化，黃體期高于卵泡期。

有研究表明，腎臟是瘦素清除的主要器官，腎臟對瘦素的攝取是一個高能不飽和過程，經腎小球濾過的瘦素主要在近端腎小管降解[7，8]。

影響機體血清瘦素濃度的因素[9]包括體脂水平、胰島素、糖皮質激素以及某些細胞因子、內毒素等，可促進瘦素合成；禁食、寒冷、β受體阻滯劑、環磷酸腺苷和生長激素等抑制瘦素合成。機體的體脂量，尤其是腹部脂肪量是影響瘦素分泌的主要因素，因此，女性的平均瘦素水平高于男性[10]。此外，還有學者認為可能是：（1）睪酮可以抑制瘦素的合成與釋放，降低瘦素水平；（2）女性雌二醇可促進瘦素的分泌和釋放；（3）皮下脂肪組織中的肥胖基因mRNA表達較腹部脂肪組織多（女性脂肪囤積以臀部及大腿較多，而男性則以內臟脂肪囤積為多），故造成瘦素分泌和釋放較少。

人類瘦素基因定位于染色體7q31.3[2]，分子量16 KD，有3個內顯子2個外顯子，由167個氨基酸組成，進入血液循環后氨基末端的21個氨基酸信號肽被去除，形成含146個氨基酸的成熟瘦素，在血液中呈游離型和結合型，并與其在中樞、外周的多種受體結合而發揮生物學效應。瘦素是一種蛋白類激素，具有細胞因子特性，要想發揮作用就需與受體結合。瘦素受體分布廣泛 ，Tartaglia等發現瘦素受體（OB-R）存在于小鼠脈絡神經叢內、下丘腦、大腦、腎臟、心臟、肝臟、肺、脂肪組織及胰島細胞表面等。其中下丘腦腹內側部、側部及弓狀核是瘦素作用的主要部位。瘦素受體屬于細胞激肽類Ⅰ型受體，由細胞外結構域、跨膜結構域和細胞內結構域[5]組成。瘦素受體由長鏈和短鏈組成，一般認為是長鏈活化后發揮生物效應[11，12]。OB-R磷酸化后通過經典的JAK/STAT[13]通路發揮作用，有學者[12]發現瘦素也可通過MAPK通路調節靶基因表達。MAPK家族主要成員有p38，ERK1/2和JNK。瘦素引起p38和ERK1/2磷酸化后，ERK1/2可參與靶基因轉錄水平調節，但是磷酸化的p38既參與靶基因mRNA轉錄后的調節，也參與靶基因mRNA降解或維持基因的穩定。

2 瘦素與肝病

能夠從目前文獻中檢索到的與瘦素相關的臨床疾病大致有：肥胖癥，肝病，2型糖尿病，心血管疾病（冠心病、高血壓），婦產科相關疾病，生殖與腎損害有關的疾病，惡性腫瘤（宮頸癌、乳腺癌、前列腺癌、胃癌），艾滋病，OSAS（阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征），白血病等。研究發現，瘦素與脂肪肝、肝炎、肝纖維化及肝硬化等慢性肝病的發生、發展有一定關系，并逐漸成為肝病研究的熱點。

2.1 瘦素與肝炎

盧震亞等[14]研究發現，慢性乙型肝炎（CHB）患者血清瘦素和瘦素/BMI值顯著增高，且血清瘦素水平與肝纖維化指標，如血清透明質酸（HA）、Ⅲ型前膠原（PC Ⅲ）、Ⅳ型膠原（C Ⅳ）、層粘連蛋白（LN）呈正相關，并顯示各型肝炎（急性，慢性輕、中、重度）患者的瘦素水平均高于對照組，而各型肝炎之間的血清瘦素水平無顯著性差異，對肝功能項目進行相關分析，發現僅與總膽汁酸有一定的相關性[15]，即瘦素水平越高，膽汁酸水平越高。Widjaja等[16]對丙型肝炎患者血清瘦素水平的研究也表明丙型肝炎組高于對照組。但Giannini等[17]則認為丙型肝炎病毒所致的肝病組血清瘦素水平與對照組無顯著差異，其病情與病毒的負荷量關系密切。俞紅等[18]通過實驗得出結論：慢性乙型肝炎患者不論肝功能異常程度如何，其血清瘦素水平均低于正常人，原因為肝臟受病毒損傷，病毒持續感染而引起能量消耗和利用增加，或由于能量攝入輕度減少，由此共同作用而產生一種負氮平衡，導致體脂含量減少，脂肪細胞分泌瘦素減少所致。血清瘦素水平在肝炎患者血中升高的原因，Faggion等[19]認為是脂肪組織在TNF-a、IL-18等炎性因子刺激下分泌增多，瘦素進一步增強淋巴細胞的作用及巨噬細胞的吞噬能力而刺激巨噬細胞分泌TNF-a、IL-6、IL-12等炎性因子，促進肝細胞變性壞死。

2.2 瘦素與脂肪肝

脂肪肝是各種原因引起脂肪代謝障礙，導致脂肪在肝細胞內的異常堆積，臨床上分為酒精性脂肪肝和非酒精性脂肪肝。其中肥胖成為非酒精性脂肪肝的重要病因之一，肝內脂肪堆積的程度與體重呈正比。30%～50%的肥胖癥合并脂肪肝，重度肥胖者脂肪肝病變率高達61%～94%。肥胖者體重得到控制后，其脂肪浸潤亦減少或消失。Dayatal在1998年提出的“二次打擊”學說[20]是目前比較流行的脂肪肝發生機理，該學說認為脂肪代謝障礙引起脂肪在肝臟內環境失衡是肝臟脂肪變性的基礎。Harmelen等研究發現，皮下脂肪中的瘦素含量是內臟脂肪中的兩倍，因而推測瘦素主要來源于皮下脂肪，而內臟則是其作用的靶器官[21]。Barzilai等[22]研究認為，瘦素可能對內臟脂肪有易分解性，當大量游離脂肪酸被運送到肝臟內，而脂質在肝臟內的合成超過分解時就在肝臟積聚進而形成脂肪肝。Dagogo-Jacks等研究發現，生理濃度的胰島素可快速促進瘦素產生，并證實了瘦素—胰島素軸的存在，瘦素抑制胰島素分泌，而胰島素刺激瘦素產生。一旦該軸發生破壞，將會造成脂肪代謝紊亂，引起肥胖相關性疾病，如脂肪肝等。Shivakumar Chiitturi等研究發現，非酒精性脂肪性肝炎（NASH）患者的瘦素水平升高，進一步分析認為是胰島素抵抗和（或）瘦素抵抗所致。Kaplan L M等研究發現，瘦素濃度明顯升高可加重胰島素抵抗，導致血胰島素濃度上升以及肝細胞胰島素信號轉導改變，促進肝細胞內脂肪酸堆積，促使脂肪肝形成[23]。Kakuma等[24]研究認為，瘦素通過降低肝臟固醇調節元素結合蛋白-1的表達來實現在肝臟抗脂質合成的效應，因而一旦產生瘦素抵抗，將促進NASH的發生。

2.3 瘦素基因C2549A多態性與肝纖維化及肝硬化

Mamas等[25]研究發現，在瘦素基因5’端未翻譯區2549位存在C→A多態性。任偉等[26]應用PCR-RFLP（聚合酶鏈反應及限制性片段長度多態性）方法對重慶地區105例正常人瘦素基因啟動子2549位核苷酸（C2549A）變異進行研究后發現，非糖尿病、非高血壓正常人存在瘦素基因C2549A多態性，A、C等位基因頻率分別為28.1%和71.9%；且瘦素基因的多態性與個體空腹血清瘦素水平相關，高瘦素水平人群A等位基因攜帶者空腹血清瘦素水平更高，而低瘦素水平人群A等位基因攜帶者空腹血清瘦素水平較低，并進一步得出空腹血清瘦素水平較低的男性和非肥胖者中A等位基因攜帶者空腹血清瘦素、胰島素抵抗水平明顯低于C等位基因攜帶者；空腹血清瘦素水平較高的女性和肥胖者中A等位基因攜帶者空腹血清瘦素水平明顯高于C等位基因攜帶者。提示瘦素C2549A基因變異與空腹血清瘦素水平有關，與國外報道的結果[27～29]一致，說明瘦素C2549A基因多態性與瘦素生成的變化有關，并提示瘦素基因的該多態性可能影響個體血清瘦素水平，檢測瘦素基因型可以早期發現高基礎瘦素的高危個體，以便早期干預。王春萍等[30]運用PCRRFLP方法分析肝硬化患者和正常人的C2549A多態性時進一步證實了瘦素啟動子2549位核苷酸基因多態性與瘦素生成的變化有關，其變異雖不影響氨基酸的表型，但影響了氨基酸的表達。同時發現瘦素基因C2549A變異與肝硬化無相關性，而且證實在肝硬化中其變異的獨立相關變量為胰島素抵抗。但是李善高等[31]采用不同的基因研究技術——PCR-HRMA（高分辨率溶解曲線分析）后發現，肝硬化患者瘦素基因啟動子主要突變位點在C2549，而G2548位點沒有發現突變，驗證了A位點基因頻率的增高可能和肝硬化有關。

肝硬化是肝病的中晚期階段，患者大多存在不同程度的營養障礙，由于瘦素在維持機體能量代謝平衡方面發揮重要作用，因此，瘦素與肝硬化有著密切聯系。瘦素可能通過調節細胞因子分泌以及細胞因子的介導作用調節免疫機能，從而促進肝細胞變性壞死[15]。2001年，Ikejima等[32]首次證實了瘦素在肝纖維化形成中起的促進作用。他們發現用四氯化碳誘導小鼠形成的急、慢性肝損傷模型中，給予一定量的瘦素能明顯上調α1（I）前膠原基因表達，引起促纖維化因子、轉化生長因子β1（TGF-β1）以及HSC活化標志α-平滑肌肌動蛋白（α-SMA）表達。Saxena等[11，33]的研究提示瘦素直接作用于HSC促進肝纖維化發生，Tang等[34，35]的研究顯示瘦素致肝纖維化的機制與TGF-β1密切相關，二者具有協同作用。國內外對瘦素在肝硬化患者中表現異常的結果報道不一。

Testa等[36]報道當肝功能衰竭時，血清瘦素水平升高，而Greco等[37]報道肝損害越嚴重，瘦素水平越低。陳鳳媛等[38]認為，肝硬化組血清瘦素水平高于對照組，但無顯著性差異。樸云峰等[39]報道肝炎后肝硬化（乙、丙型）組血清瘦素水平與對照組比較差異不顯著，且在肝硬化組中血清瘦素水平性別差異消失，而酒精性肝硬化組血清瘦素水平高于對照組。焦秀娟等[40，41]報道肝炎后肝硬化患者血清瘦素水平較對照組顯著增高，且血清胰島素水平明顯高于對照組，胰島素敏感指數較正常組降低。這與王春萍等[30]的研究結果相同，肝硬化患者存在高胰島素血癥和胰島素抵抗。俞紅等[18]在排除了肥胖等因素后測定的肝硬化患者血清瘦素水平低于正常人，高于慢性乙肝患者，而且兩者有顯著性差異。同時，Ben-Ari等[42]也發現血清瘦素水平在原發性膽汁性肝硬化患者中明顯低于正常對照人群及肝細胞性肝病患者，并且在膽汁性肝硬化患者中，瘦素與體重指數無明顯相關，原因有待于進一步闡明。亦有學者認為[43]肝硬化患者血清瘦素水平與肝功能分級無關。

肝病患者血清瘦素水平各家報道不一致，引起這些差異的原因有學者認為可能包括研究對象的選擇及排除標準不同、肝病病因及程度不同、觀察例數的差異。瘦素與肝病的聯系是否只通過脂代謝、HSC及TGF發生關系，脂代謝是否是這些關系的核心環節，瘦素和肝臟的炎癥、脂肪變性、纖維化及硬化的關系仍有待于進一步研究。此外，肝內活化的HSC等產生的瘦素可能具有重要的局部效應，并參與局部其他細胞或HSC本身的激活和肝臟發病過程，因此，瘦素的肝內局部效應已引起相關學者的重視[44]。

通過本綜述，我們認識到脂肪不只是傳統認為的儲備器官，也可能是一個啟動能量平衡調節的內分泌器官，因此，是否可以將瘦素作為肝病的常規/輔助監測項目，或作為一種治療藥物（治療肥胖、不育癥，抗腫瘤）等仍有待進一步研究。