脂聯素

研究人員發現了一種調節脂聯素的新化合物，從而為研究脂聯素功能和胰島素敏感性機制提出了一種新途徑。胰島素是由胰臟β細胞分泌出來的激素，主要功能是促進血液中的葡萄糖進入肌肉或脂肪組織，提供人體所需的能量。當胰島素不能發揮作用時，血液中的葡萄糖便無法轉化為人體所需的能量，導致血糖升高，糖尿病由此發生。而胰島素抗阻是指細胞不能有效利用胰島素甚至對胰島素的反應不再敏銳，這是造成糖尿病的最主要原因。科學家們相信遊離脂肪酸和某些脂肪所釋放的分子是引發胰島素抗阻現象的罪魁禍首。Lily Dong和合作者一直在尋找與脂聯素受體相關的蜂窩狀蛋白質，以期發現調節脂聯素激素功能的新靶標。他們鑒別出一種多域蛋白質，它能調節脂聯素在脂肪酸氧化和葡萄糖吸收中的功能，並將這種新蛋白質命名為APPL1。他們的研究並進一步表明，在肌肉細胞中，APPL1通過激酶通道來調節脂聯素的胰島素敏感效應。

脂肪因子是由脂肪組織分泌的具有生物活性的細胞因子及激素，與胰島素抵抗冠狀動脈粥樣硬化等代謝過程密切相關。其中，脂聯素是外周血中含量最高的脂肪因子，在健康人中血漿脂聯素水平為5~30μg/mL。脂聯素與其受體結合后，通過激活腺苷酸活化蛋白激酶(adenosinemonophos-phate-activatedproteinkinase,AMPK)、p38絲裂原活化蛋白激酶和過氧物酶體增殖物激活受體(peroxidaseproliferationactivatedreceptor,PPAR)等信號分子發揮抗炎、抗糖尿病、抗動脈粥樣硬化等多種生物學作用。在動物實驗中，脂聯素基因敲除小鼠較正常小鼠容易發生嚴重的免疫排斥反應，注射脂聯素后排斥反應明顯改善，表明脂聯素可以降低小鼠的免疫排斥反應。而Wilk等研究發現，脂聯素對抗原激活的效應T細胞有抑制作用，推測脂聯素與免疫調節有關。

風濕性疾病泛指影響骨、關節及周圍軟組織的一組疾病，主要的病理改變有炎症和非炎症性病變。炎症性反應除痛風性關節炎是因尿酸結晶導致外，其餘大部分因免疫反應引起。進一步研究顯示，脂聯素在類風濕關節炎(heumaticarthritis，RA)患者血漿及關節液中表達水平升高，且關節液中脂聯素水平與白細胞數呈負相關。在系統性紅斑狼瘡(systemiclupuserythematosus,SLE)患者血清中的表達水平高於正常對照者，且與患者的疾病活動度明顯相關。

在脂肪細胞分泌的具有生物活性的一類蛋白質因子中脂聯素是脂肪組織基因表達最豐富的蛋白質產物之一，大量存在於血液循環中。在人體內以3-30ug/ml的濃度出現在循環血漿中。脂聯素又被稱作Acrp30、apM1、AdipoQ、GBP28，最初，脂聯素是在人體皮下脂肪組織、血漿和鼠科動物的脂肪細胞中被發現。人體內的脂聯素由244個氨基酸組成，分子量為30KD。由氨基末端的分泌信號序列(aa 1-18)，一段特異序列(aa19-41)，一組由22個氨基酸組成的膠原重複序列(aa 42-107)，一段球狀序列(aa108-244)組成。其中球狀區是脂聯素生物活性的關鍵部位，和TNF-α的結構相似，脂聯素與膠原Ⅷ、X和補體C1q高度同源。脂聯素的單聚體和三聚體是其生物活性形式或受體親和配基 可以特異性結合骨骼肌或肝臟細胞膜上的G蛋白藕聯受體一型或二型脂聯素受體，進而調節脂肪酸氧化和糖代謝。

脂聯素不僅由脂肪細胞分泌，骨骼肌、內皮細胞、心肌細胞也可分泌；其由染色體3q27的apM1基因編碼，該基因由3個外顯子和2個內含子組成。脂聯素的相對分子質量為30000，與補體C1q結構相似，又稱為Arcp30、AdipoQ、apM1、GBP28；同時，它還屬於可溶性膠原超家族，與膠原VIII和X、補體C1q和腫瘤壞死因子(tumornecrosisfactor,TNF)家族具有結構同源性。 

脂聯素由脂聯素單體組成，脂聯素單體連接形成三聚體，4~6個三聚體結合形成高分子結構，其中脂聯素單體只存在於脂肪細胞中，形成多聚體后才會被分泌到血漿中。

迄今為止，發現的脂聯素受體有3個，分別為脂聯素受體1、脂聯素受體2、T-鈣黏素。其中，Yamau-chi等發現了脂聯素的2個受體，分別命名為脂聯素受體1和脂聯素受體2。脂聯素受體具有7次跨膜結構域，但與G蛋白偶聯受體家族結構不同，其N端位於膜內，C端位於膜外，可與脂聯素受體結合。脂聯素受體1主要在骨骼肌細胞表達，是球形脂聯素的高親和受體及全長脂聯素的低親和受體，與腺苷激酶(AMPK)有關；而脂聯素受體2主要在肝細胞表達，是全長脂聯素和球形脂聯素的中等親和受體，能激活PPAR。T-鈣黏素主要在內皮細胞及平滑肌中表達，主要作用是與心臟、肌肉和血管等組織的脂聯素結合。Parker-Duffen等發現，T-鈣黏素敲除小鼠血液中的脂聯素水平較正常小鼠升高4倍，而心臟、血管中的T鈣黏素表達減少，經過重組脂聯素治療后，T-鈣黏素在細胞表面的表達可以恢復正常水平。由於脂聯素與其受體結合后發揮了多種生物學作用，所以任何影響脂聯素受體表達的因素均將影響脂聯素生物學效應的發揮及其相關性疾病的發生和發展。

3.1脂聯素影響脂肪和糖類的代謝

脂聯素作為一種胰島素超敏化激素(An Insulin–sensitizing Hormone)，可以增加促進骨骼肌細胞的脂肪酸氧化和糖吸收，明顯加強胰島素的抑製糖原異生作用，抑制肝臟的糖生成，是機體的脂質代謝和血糖穩態的調控網路中的重要調節因子。在實驗性動脈粥樣硬化模型中，血漿脂聯素水平與甘油三脂和低密度脂蛋白成負相關關係，與高密度脂蛋白成正相關關係。給予脂聯素治療，明顯降低血液甘油三脂和低密度脂蛋白含量，增加高密度脂蛋白含量，減輕動脈粥樣硬化病變。

3.2脂聯素對血管內皮分泌功能的影響

Ouchi等發現脂聯素可以降低單核細胞的粘附作用，單核細胞可以使THP-1細胞在人體大動脈內皮組織排列成行，而這種粘附作用發生在動脈粥樣硬化血管壁損傷的早期。脂聯素還可以降低多種粘附分子(VCAM-1、ICAM-1、選擇素-E)在內皮細胞的表達。核轉錄因子NF-κB是參與由TNF-α刺激VCAM-1、ICAM-1、選擇素-E轉錄調節的重要因子。Ouchi和Kihara等報道，脂聯素可能通過抑制NF-κB的信號通路調節內皮細胞的功能。NF-κB誘導激酶(NIK)使IKB激酶(IKK)複合物磷酸化，激活NF-κB。TNF受體結合因子2是NIK和TNF-α信號通路連接蛋白，是TNF-α誘導NIK–NF-κB激活和JNK或p38通路激活的分叉點，NIK不參與JNK和p38激酶的激活。據報道，cAMP-PKA信號通路通過穩定IKB-α削弱NF-κB的活性，雖然其精確的機制還未澄清。脂聯素特異性地抑制TNF-α誘導ΙκB-α-NF-κB通路的激活，不影響JNK、p38或Akt激酶的磷酸化，表明脂聯素在NIK和ΙκB-α之間降低了TNF-α誘導NF-κB信號通路的轉導。這些結果表明，脂聯素不依賴cAMP-PKA對TNF-α誘導的粘附分子表達產生效應。

3.3脂聯素對動脈平滑肌增殖和遷移的影響

經血小板衍生生長因子(PDGF)或肝磷脂結合表皮生長因子(HB-EGF)誘導的血管平滑肌增殖在血管疾病中起重要作用，而脂聯素的生理濃度對由PDGF-BB誘導的血管平滑肌的增殖和遷移有重要的抑制效應。

3.4脂聯素對腫瘤壞死因子（TNF）分泌的影響

脂聯素可以抑制TNF的生成與釋放，具有一定的抗炎症作用，對酒精性肝損傷有重要的細胞保護作用。

3.5脂聯素與RA

RA是一種慢性炎症性疾病，其特徵在於白細胞滲入關節滑膜導致滑膜增生、軟骨破壞及最終軟骨下骨質的侵蝕破壞。研究發現，脂聯素加重了RA患者的炎症及關節的侵蝕性破壞。脂聯素在RA患者血清中水平顯著升高，同時RA患者滑液中的脂聯素水平也顯著升高，且滑液中的脂聯素水平與滑液中的白細胞水平呈正相關，故推測脂聯素可能與RA患者的疾病活動度相關。Klein-Wieringa等對脂聯素的血清學基線水平和早期RA患者的影像學進展進行研究發現，雖然脂聯素、白細胞介素6、TNF-α和內脂素均與RA患者的影像學進展呈正相關，但是經抗環瓜氨酸肽抗體陽性校，正後只有脂聯素仍與影像學進展呈正相關。因此，在早期RA中脂聯素可作為提示影像學關節破壞和疾病進展的炎症指標。Senolt等發現，雖然RA患者血漿及關節液中的脂聯素水平升高，但關節液中的脂聯素水平與白細胞數呈負相關。在動物實驗中，給膠原誘導性關節炎小鼠注射脂聯素可減輕關節局部的炎症、軟骨破壞，並能減輕血清中炎性因子的產生及中性粒細胞的浸潤。可見，脂聯素在RA患者中可能發揮促炎作用，也可能產生抗炎作用，其具體原因有待進一步研究。 

3.6脂聯素與SLE

SLE是一種全身性自身免疫性疾病，其特徵在於多系統器官受累和針對細胞核及細胞質的高滴度自身抗體的產生及抗體導致的靶器官損傷。學者通過病例研究發現，SLE患者血清及尿液中的脂聯素水平明顯高於健康對照者，且在伴有腎臟損傷的患者中水平更高；同時，處於疾病活動狀態患者的血清脂聯素水平也明顯高於疾病穩定患者及健康對照者，故推測脂聯素與SLE患者的疾病活動度有關。而抗雙鏈DNA抗體陽性SLE患者的血清、尿脂聯素水平高於陰性患者及健康對照者，且陽性及陰性患者之間的差異有統計學意義；同時，抗雙鏈DNA抗體陽性伴腎功能損傷患者的血清及尿脂聯素水平明顯高於抗雙鏈DNA抗體陰性伴腎功能損傷患者。

此外，血清脂聯素水平與尿蛋白、膽固醇、三醯甘油呈正相關(r=0.691,0.504,0.235,P<0.01)，與白蛋白、球蛋白呈負相關(r=-0.569,-0.390,P<0.01)，故推測白蛋白、球蛋白、膽固醇、三醯甘油、尿蛋白的變化可能是反射性引起脂聯素水平升高的原因之一。可見，脂聯素在SLE患者血清及尿液中水平升高，且與腎功能損害、疾病活動度及抗雙鏈DNA抗體均可能存在相關性。Chung等對SLE患者及健康對照者外周血中的脂肪因子進行檢測發現，SLE患者血清脂聯素水平明顯高於健康對照者，但其與SLE疾病活動指數無關，而與體質指數、胰島素抵抗情況、代謝綜合征、收縮壓及血脂水平呈負相關。另外研究顯示，缺乏脂聯素的SLE小鼠疾病發展程度較富含脂聯素的SLE小鼠更嚴重，考慮內源性脂聯素可能與SLE小鼠的疾病活動度有關。麻貞貞等研究發現，SLE患者的血清脂聯素、內脂素、抵抗素表達水平均高於健康對照者，但三者在SLE合併骨壞死及SLE未合併骨壞死患者中差異無統計學意義。

綜上可知，脂聯素水平在SLE患者血清及尿液中均升高，且與腎臟損傷有明顯的相關性，但與SLE疾病活動的相關性尚不清晰，有待進一步研究。 

3.7脂聯素與痛風

痛風是由於嘌呤代謝紊亂使尿酸產生過多和(或)排泄減少，血尿酸水平持續升高，最終導致尿酸鹽結晶沉積軟組織的一種代謝性疾病。2008年對日本人的一項研究發現，56.1%的高尿酸血症患者有內臟脂肪蓄積，且脂肪面積與血尿酸呈正相關，血清脂聯素水平與血尿酸呈負相關。楊曉瑜等研究發現，2型糖尿病患者血清脂聯素水平較2型糖尿病合併痛風患者低，且與血清C反應蛋白呈負相關，所以推斷脂聯素在痛風患者血清中起抗炎作用。查旭雯和徐建華261對比痛風組、高尿酸組及正常對照組的血清脂聯素水平發現，脂聯素與血尿酸呈負相關，而與痛風發展的嚴重程度無明顯相關性，提示脂聯素通過某種機制降低體內的尿酸水平，但其機制尚不明確。蘇娟等研究發現，痛風患者的血清低脂聯素水平可能參與高尿酸血症的發生，並造成誘發急性關節炎的基礎，同時參與血脂代謝異常，促進高三醯甘油血症的發生，進而協同單鈉尿酸鹽結晶誘發急性炎症反應。另有研究發現高尿酸患者血清脂聯素水平較健康對照者低，經過2個或數個月的非布司他治療，血尿酸及白細胞介素6水平明顯降低，脂聯素水平升高。動物實驗發現，高尿酸血症組小鼠的脂聯素表達水平顯著低於正常對照組、別嘌呤冶療組；而較未治療組、別嘌呤治療組的脂聯素水平升高，血尿酸降低，故推測脂聯素可以降低痛風患者的血清尿酸水平，但其具體機制尚不明確，且脂聯素與痛風炎症指標無明顯相關性。 

3.8脂聯素與強直性脊柱炎

強直性脊柱炎(ankylosingspondyli-tis,AS)AS是一種慢性進行性炎症疾病，主要侵犯脊柱，隨著病程的進展，會逐漸形成骨贅和骨性強直。AS除累及骨骼和軟組織外，部分長期病程患者可出現心血管疾病。一項研究發現，AS患者發生心肌梗死和腦梗死的比例明顯高於健康對照者，從而增加心血管疾病的發病率和病死率。Syrbe等研究發現，AS患者的血清脂聯素水平與健康對照者相比差異無統計學意義。而Miranda-Filloy等發現，存在髖關節受累和(或)有外周關節病變的AS患者，血清脂聯素水平明顯高於無上述關節受累的患者，故推測脂聯素可能參與AS外周關節的病變過程。另有研究顯示，AS患者的血清脂聯素水平與疾病功能指數、紅細胞沉降率、C反應蛋白、疾病活動指數無明顯的相關性，故推測脂聯素與AS的疾病活動度無相關性。Gonzalez-Lopez等研究發現，AS患者的血清TNF-α和瘦素水平高於健康對照者，但兩者的白細胞介素6和脂聯素水平差異無統計學意義。此外，Syrbe等發現，脂聯素及內脂素水平在AS患者中與性別有關，女性患者的血清脂聯素水平大概是男性患者的2倍。 

3.9脂聯素與乾燥綜合征

原發性乾燥綜合征是自身免疫性疾病的一種，病理特點是淋巴細胞浸潤及唾液腺上皮細胞凋亡。脂聯素及其受體(脂聯素受體1和脂聯素受體水平在體外培養的唾液腺上皮細胞中均升高，且來源於原發性乾燥綜合征患者唾液上皮細胞的表達水平明顯高於正常對照者。Katsiougiannis等推測，唾液腺上皮細胞分泌脂聯素，且在原發性乾燥綜合征中高表達是由於唾液腺上皮細胞的異常激活。Katsiougiannis等選擇原發性乾燥綜合征及對照患者(有口乾癥狀，但未達到診斷標準)各5例，取其唇腺進行唾液腺上皮細胞培養，研究脂聯素在唾液腺上皮細胞增殖及其凋亡中的作用。結果發現，脂聯素能夠直接抑制唾液腺上皮細胞的增殖。而另有研究發現，當細胞分別用0~20μg/mL的脂聯素處理后，細胞增殖與脂聯素劑量呈負相關，且用最高劑量(20μg/mL)處理的唾液上皮細胞培養96h，其增長較對照組抑制44%。

此外，脂聯素也可以抑制乾燥綜合征患者唾液腺上皮細胞自發及γ干擾素誘導的凋亡；其能直接促進唾液腺上皮細胞的AMPK磷酸化，且AMPK抑製劑能夠逆轉脂聯素在唾液腺上皮細胞的抗調亡作用。劉洋等研究發現，血清脂聯素水平與類風濕因子、免疫球蛋白G、免疫球蛋白M呈正相關，說明其與原發性乾燥綜合征病情有一定的相關性，且血清脂聯素水平升高可能提示原發性乾燥綜合征的病情活動。陳孟等研究發現，採用脂聯素基因重組腺病毒體內轉染能夠減少脂聯素的表達，改善乾燥綜合征小鼠頜下腺炎性細胞的浸潤，降低TNF-α、脂聯素細胞因子在外周血的水平，減輕涎腺的炎症反應，從而更好地緩解乾燥綜合征，保護涎腺。可見，脂聯素與乾燥綜合征患者口乾、眼干癥狀的產生及自身抗體的異常均存在相關性，且與炎症指標及腺體炎性細胞的浸潤呈正相關。因此，脂聯素可用於乾燥綜合征的治療，且將為乾燥綜合征患者帶來新的治療方法。

Kondo等經廣泛基因組掃描發現2型糖尿病和代謝綜合征的易感位點在染色體3q27，即是脂聯素基因所在位點。他們篩選了一部分患有2型糖尿病的日本病人及其年齡、體重指數相匹配的對照組，對其脂聯素基因的突變進行了分析，在脂聯素的球狀區確認出四個錯義突變基因位點(R112C、I164T、R221S和H241P)，它們以雜合的形式存在，其中I164T在2型糖尿病病人中突變的頻率明顯高於對照組(P<0.01)。而且，發生了I164T基因突變的病人其脂聯素血漿濃度要低於沒有發生此種基因突變的病人，所有發生了這種基因突變的病人均表現出代謝綜合征的特徵，包括高血壓、高脂血症、糖尿病、動脈硬化症。通過酶聯免疫吸附法研究發現，I164T和R112C突變與低血漿脂聯素濃度及2型糖尿病有關。脂聯素基因的遺傳多態性，導致脂聯素生成和分泌減少，至少部分地解釋了胰島素抵抗綜合征的病理生理特徵。對脂聯素的基因進行分析和檢測，對發展糖尿病個體特異性的藥物有很大幫助，包括為每個個體選擇最有效的治療原則，以及針對其基因信息提供特異性的藥物。

為進一步探討脂聯素血症、肥胖症、胰島素敏感性、胰島素血症和葡萄糖耐受之間的關係，Weyer等對有肥胖和2型糖尿病傾向的23個高加索人和121個印第安人血漿脂聯素濃度、體脂成分、胰島素敏感性和葡萄糖耐受進行了測量。證實了肥胖和2型糖尿病在不同種族人群中與低血漿脂聯素濃度相關，表明低脂聯素血症較之肥胖症和葡萄糖耐受與胰島素抵抗和高胰島素血症的關係更為密切。越來越多的證據表明，脂聯素及其人工合成體在治療2型糖尿病和與胰島素抵抗有關的代謝綜合征方面有一定的價值。最近研究報道體內迅速給予切去頂端的脂聯素，會降低高脂飲食小鼠的餐后血漿遊離脂肪酸，如果緩慢給予這種蛋白，會引起小鼠體重持續降低而不影響其食物吸收。Scherer和他的助手也證實迅速注射重組脂聯素，將會完全改善幾種糖尿病動物模型體內的高血糖症，包括ob/ob小鼠、非肥胖糖尿病小鼠和經鏈脲黴素治療的小鼠。

2009年10月Elsevier雜誌報道：有史以來人類第一次隨機雙盲安慰劑對照人體試驗的研究顯示：天然蝦青素能夠消耗人類的甘油三酯，增加高密度脂蛋白HDL和脂聯素。研究單位：日本千葉慈惠大學Kashiwa醫院藥學實驗室；日本東京慈惠大學國際營養和代謝研究所。

背景：天然蝦青素已經被報道能夠顯著改善動物血脂障礙綜合征和代謝障礙，但蝦青素對人類血脂的影響並不為眾人所熟知。

方法：天然蝦青素劑量0，6，12，18mg/日持續服用12周，並採用安慰劑對照，樣本選

擇隨機選擇：25-60歲，無糖尿病或高血壓，空腹血清甘油三酯120-200mg/dl非肥胖人群61人。

結果：前後對照測試，體質指數（BMI）和LDL低密度脂蛋白在上述劑量下均沒有影響，然而，甘油三酯減少30-50%，同時高密度酯蛋白（HDL）顯著增高20-30%，多樣本比較顯示12和18mg/日組甘油三酯顯著減少30-50%，6-12mg/日劑量組高密度酯蛋白（HDL）顯著增高20-30%，12-18mg/日劑量組血清脂聯素增加，並且脂聯素的改變與HDL的改變正相關，與年齡體質等指數無關。

上圖顯示：當蝦青素達到12mg/日時候脂聯素增加最多，下圖顯示：隨著脂聯素的增加高密度脂蛋白HDL也得到顯著提升。