新型促炎消退介質(zhì)
——消退素的生物效應(yīng)及機制

李紅艷 宋洪強 (山東第一醫(yī)科大學(xué)(山東省醫(yī)學(xué)科學(xué)院)運動醫(yī)學(xué)研究所，山東 泰安 271000)

消退素是近年來發(fā)現(xiàn)的新型內(nèi)源性促進炎癥消退介質(zhì)，在多種疾病模型中顯示出其強效的生物效能。消退素可作為炎癥的“剎車信號”，通過限制炎癥細(xì)胞浸潤、抑制炎癥信號通路的激活、減少炎癥因子分泌等機制促進炎癥的消退。除此之外，消退素還具有緩解疼痛、抗凋亡、抗氧化、抗纖維化、促進組織修復(fù)等功效。

1 消退素的來源與分類

消退素是來源于ω-3多不飽和脂肪酸的內(nèi)源性抗炎和促進炎癥消退的脂質(zhì)介質(zhì)。根據(jù)其來源不同，消退素分為D類和E類，分別是來源于二十碳五烯酸(EPA)的E類消退素(RvE)、來源于二十二碳六烯酸(DHA)的D類消退素(RvD)〔1，2〕。EPA在阿司匹林乙?；h(huán)氧化酶(COX)-2和5-脂加氧酶(LOX)催化作用下合成RvE(包括RvE1、RvE2)〔3〕。RvD則是由DHA衍生而來，在15-LOX催化作用下合成RvD1～RvD4，在阿司匹林同時存在時通過阿司匹林乙?；疌OX-2的催化作用，合成阿司匹林觸發(fā)的RvD(AT-RvD)，包括AT-RvD1～AT-RvD4〔4〕。

2 消退素的生物學(xué)特性與機制

2.1消退素的抗炎作用 作為炎癥的“剎車”信號，消退素對肺炎、皮膚炎癥、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞炎癥等多種疾病模型均可起到強效的抗炎作用〔5～7〕。Zhao等〔8〕采用腹膜內(nèi)注射雨蛙肽和脂多糖制作小鼠急性胰腺炎模型，分別于8 h和24 h處死小鼠檢測指標(biāo)，結(jié)果表明腹腔注射RvD1可以明顯降低血清中腫瘤壞死因子(TNF)-α、白細(xì)胞介素(IL)-6等炎癥因子水平，顯著減弱胰腺組織中髓過氧化物酶(MPO)的活性，明顯改善胰腺組織病理學(xué)損傷，有效保護胰腺功能。Bisicchia等〔9〕采用小腦半球切除的方法制作大鼠腦損傷動物模型，于第3、5、7天給與消退素干預(yù)，結(jié)果表明：RvD1可以通過脂氧素A4受體/甲酰肽受體(ALX/FPR2)受體上調(diào)炎癥消退靶基因的表達，減輕神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的炎癥反應(yīng)，并抑制神經(jīng)元細(xì)胞死亡，從而起到促進腦的功能恢復(fù)的作用。除此之外，體外研究表明RvD1可以阻斷IL-1B誘導(dǎo)的p38/絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)，應(yīng)激活化蛋白激酶(JNK)1/2和核因子(NF)-κB/p65等炎癥信號通路的激活，顯著降低COX-2、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)等炎癥因子的表達，發(fā)揮其對骨性關(guān)節(jié)炎的消退作用〔10〕。

2.2消退素的鎮(zhèn)痛作用及機制 近年來，大量研究表明消退素對術(shù)后疼痛過敏及慢性疼痛、神經(jīng)性疼痛、內(nèi)臟性疼痛都有明顯的干預(yù)效果〔11～13〕。Meesawatsom等〔14〕采用足底注射角叉菜膠的方法制作大鼠炎性疼痛模型，研究發(fā)現(xiàn)脊髓鞘內(nèi)注射AT-RvD1可以抑制外周傷害性神經(jīng)纖維的誘發(fā)反應(yīng)，減輕大鼠的疼痛反應(yīng)。Liu等〔15〕采用手術(shù)的方法制作大鼠非壓迫性腰椎間盤突出癥模型，術(shù)后鞘內(nèi)灌注RvD1干預(yù)3 d，發(fā)現(xiàn)RvD1可以通過抑NF-κB和磷酸化細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(p-ERK)通路活性，下調(diào)TNF-α、IL-1β等炎癥因子的表達，有效減輕大鼠的根性神經(jīng)痛，可見消退素不失為一種新的治療神經(jīng)性疼痛的新藥。另外，對小鼠背根神經(jīng)元的體外研究發(fā)現(xiàn)RvE1可以逆轉(zhuǎn)傷害感受性神經(jīng)遞質(zhì)(SP)誘導(dǎo)的瞬時傷害感受器(TRPV)1活性增強，表明消退素的抗傷害感受作用主要是通過神經(jīng)元上的G蛋白耦聯(lián)受體(GPCR)實現(xiàn)的〔16〕。

2.3消退素的抗凋亡作用 細(xì)胞凋亡是多種疾病發(fā)生的機制，近年來研究發(fā)現(xiàn)消退素可以通過限制凋亡蛋白的表達減輕細(xì)胞的凋亡損傷，對組織、細(xì)胞起到一定的保護作用。Zhang等〔17〕采用手術(shù)的方法制作大鼠肝臟局部缺血再灌注損傷模型，發(fā)現(xiàn)術(shù)前AT-RvD1靜脈注射可以增強大鼠肝臟中miR-146b的表達，抑制NF-κB信號通路的激活，減少炎癥因子的釋放，降低丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶(ALT)和天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶(AST)水平，抑制細(xì)胞凋亡，從而起到減輕肝臟組織損傷的作用。有學(xué)者通過手術(shù)結(jié)扎左前降支(LAD)動脈誘導(dǎo)小鼠急性心肌梗死(AMI)模型，發(fā)現(xiàn)RvE1早期干預(yù)(第1～7天)可以通過抑制炎性細(xì)胞募集和梗死周圍心肌細(xì)胞凋亡減少心肌梗死面積，起到心臟保護作用〔18〕。消退素對細(xì)胞的保護作用在一些體外研究中得到了支持。Benabdoune等〔10〕用4-羥基壬烯醛(HNE)誘導(dǎo)軟骨細(xì)胞損傷，發(fā)現(xiàn)消退素干預(yù)細(xì)胞可以降低HNE誘導(dǎo)的蛋白激酶B(Akt)失活、Bcl2表達降低及凋亡蛋白半胱氨酸蛋白酶(caspase)-3、caspase-9的活性增強，減少乳酸脫氫酶(LDH)的釋放，顯示出強效的抗凋亡效應(yīng)。此外，對肺泡Ⅱ型細(xì)胞(ATⅡ)、PC12細(xì)胞的體外研究同樣表明消退素可以明顯降低凋亡蛋白的表達，顯著降低細(xì)胞凋亡率，減少細(xì)胞損傷，提高細(xì)胞活力〔19，20〕。

綜上所述，消退素可以通過降低凋亡蛋白活性，減少乳酸脫氫酶及炎癥因子的釋放，顯示其對細(xì)胞的保護作用。由于細(xì)胞凋亡是疾病導(dǎo)致的損傷途徑，因此，消退素的抗凋亡作用對疾病的預(yù)防、治療具有很大的應(yīng)用價值，對其具體的抗凋亡信號通路以及分子機制的闡明應(yīng)該成為今后研究的方向。

2.4消退素對抗氧化應(yīng)激的作用 消退素通過其特定的機制在不同的組織中發(fā)揮了其抗氧化的作用。Takamiya等〔21〕對巨噬細(xì)胞的體外研究顯示：低濃度RvE1可以抑制香煙提取物(CSE)誘導(dǎo)的RAW264.7細(xì)胞中活性氧(ROS)水平的升高，顯示RvE1對臨床治療慢性阻塞性肺疾病(COPD)中氧化自由基造成的肺損傷具有重要意義。Zhao等〔22〕采用手術(shù)的方法制作大鼠缺血再灌注肺損傷模型，發(fā)現(xiàn)靜脈RvD1(100 μg/kg)給藥可以顯著降低肺組織丙二醛(MDA)水平，增強超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-PX)活性，提高細(xì)胞抗氧化能力，從而減少自由基誘導(dǎo)的肺組織損傷。最新研究表明AT-RvD1在百草枯誘導(dǎo)的急性肺損傷小鼠模型中通過調(diào)控抗氧化轉(zhuǎn)錄因子(Nrf2)及其下游抗氧化基因的表達，在百草枯誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激條件下發(fā)揮抑制脂質(zhì)過氧化的作用〔23〕。除肺組織外，有學(xué)者表明RvD1在血管內(nèi)皮損傷中同樣起到了一定的抗氧化作用，通過抑制黃嘌呤氧化酶(XO)活性和ROS產(chǎn)生，使內(nèi)皮細(xì)胞黏附連接免受破壞，對增強血管內(nèi)皮屏障具有重要意義〔24〕。另外，Zhang等〔25〕表明在糖尿病后角膜損傷小鼠模型中，RvD1局部用藥可以提高谷胱甘肽、Nrf2水平，并增強其下游抗氧化基因表達，保護角膜上皮細(xì)胞免受氧化應(yīng)激損傷。Saito等〔26〕研究表明，RvD1在紫外線燈照射誘導(dǎo)的皮膚疾病模型中通過抑制氧化應(yīng)激及炎癥對皮膚組織起到了保護作用。

氧化應(yīng)激與許多慢性炎癥相關(guān)，使氧化系統(tǒng)和抗氧化系統(tǒng)失衡，參與多種組織損傷。而消退素在多種組織中可以通過減少氧自由基的產(chǎn)生，增強抗氧化基因的表達發(fā)揮強效的抗氧化作用，在多種組織損傷疾病的預(yù)防及治療具有重要意義。

2.5消退素減輕組織器官纖維化 Qu等〔27〕采用手術(shù)的方法制作小鼠梗阻腎模型，發(fā)現(xiàn)RvE1和RvD1干預(yù)可以抑制腎間質(zhì)細(xì)胞纖維化，減少成纖維細(xì)胞增殖，表明消退素在梗阻腎臟中發(fā)揮有效抗纖維化作用。Qiu等〔28〕通過血吸蟲感染制作小鼠肝臟纖維化模型，研究發(fā)現(xiàn)RvE1干預(yù)可明顯降低層黏連蛋白(LN)、透明質(zhì)酸(FIA)、Ⅲ型膠原(PC-Ⅲ)、Ⅳ型膠原蛋白(Ⅳ-C)水平，抑制成纖維細(xì)胞生長，有效緩解小鼠的肝臟纖維化。Zheng等〔19〕學(xué)者對人ATⅡ及肺成纖維細(xì)胞的體外研究同樣證實了消退素抵抗纖維化功能，其研究結(jié)果顯示RvD1干預(yù)可以顯著抑制轉(zhuǎn)化生長因子(TGF)-β誘導(dǎo)的肺泡上皮間質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)分化(EMT)，同時通過磷脂酰肌醇-3酸酶(PI3K)/Akt信號途徑抑制肺組織原代成纖維細(xì)胞(HLF)增生和細(xì)胞分化，為肺部纖維化性疾病提供了一種新的治療策略。纖維化是多種器官慢性功能衰竭的共同過程，器官功能受損發(fā)展到一定階段會出現(xiàn)纖維化，越來越多研究表明消退素可以對抗組織纖維化，其機制主要與抑制成纖維細(xì)胞增殖與及間質(zhì)細(xì)胞分化有關(guān)。因此，消退素通過減輕組織纖維化，從而延緩了器官衰竭過程，對纖維化疾病的預(yù)防及治療具有重要意義。

2.6消退素促進受損組織修復(fù) Sok等〔29〕人用嵌入了AT-RvD1的可降解生物材料聚乳酸-羥基乙酸共聚物(PLGA)膜植入到小鼠背部損傷組織中，發(fā)現(xiàn)實驗組小鼠組織中檢測到中性粒細(xì)胞浸潤減少，單核細(xì)胞及巨噬細(xì)胞募集增多，證明AT-RvD1可以通過調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答減少組織損傷，促進組織再生和和血管發(fā)生，對受損組織的修復(fù)具有非常重要的意義。Vasconcelos等〔30〕采用手術(shù)的方法在大鼠股骨外側(cè)髁制作圓柱形缺損，發(fā)現(xiàn)嵌入RvD1的殼聚糖多孔3D支架植入缺損處可以誘導(dǎo)新骨形成，增強骨小梁厚度，從而加速骨愈合，促進了骨的修復(fù)。Zhang等〔25〕去除糖尿病小鼠中央角膜上皮制作角膜損傷模型，發(fā)現(xiàn)RvD1局部用藥可以促進角膜上皮細(xì)胞及角膜神經(jīng)的再生，并可促進角膜組織感覺恢復(fù)，此項研究結(jié)果為糖尿病后的角膜疾病的治療提供了重要靶向。

3 小結(jié)與展望

消退素一種內(nèi)源性多不飽和脂肪酸衍生物，大量文獻報道消退素具有顯著的抗炎、鎮(zhèn)痛、抗氧化、抗凋亡、抗纖維化等多種功效。目前研究表明消退素的抗炎、鎮(zhèn)痛與 NF-κB、MAKP、Akt等炎癥通路的抑制及炎癥因子分泌的減少有關(guān)。消退素可以通過抑制凋亡相關(guān)基因表達、減少凋亡蛋白產(chǎn)生發(fā)揮其強效的抗凋亡功效，但具體信號通路機制尚不是十分清晰，有待于我們進一步研究。相關(guān)研究顯示對消退素具有抗纖維化的功能，主要是通過抑制成纖維細(xì)胞增殖與分化實現(xiàn)的。消退素促進組織修復(fù)的效應(yīng)與組織損傷早期的抗炎效應(yīng)有關(guān)，具體的機制與信號通路尚不明確。

綜上，消退素可以成為抗炎、抗纖維化、鎮(zhèn)痛等藥物的研發(fā)方向，成為抗凋亡、促進組織修復(fù)的關(guān)鍵靶點，未來需要更多圍繞其作用機制、藥物安全性等方面的研究進一步驗證，為消退素的臨床應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。