蔣巍亮 陸倫根 盧戰(zhàn)軍

潰瘍性結(jié)腸炎（UC）是一種慢性非特異性腸道炎性疾病，其發(fā)病率呈逐年升高趨勢(shì)[1]。UC的發(fā)病機(jī)制尚未明確，目前多認(rèn)為是在具有UC易感基因的基礎(chǔ)上，腸道微生態(tài)等外界環(huán)境改變導(dǎo)致腸道自身免疫紊亂而誘發(fā)慢性炎性反應(yīng)[2]。近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)，褪黑素有助于改善輕、中度UC患者的臨床癥狀，提高患者的生活質(zhì)量[3]。本文就褪黑素對(duì)UC發(fā)生和發(fā)展的作用機(jī)制作一綜述。

1 褪黑素概述

褪黑素屬于吲哚雜環(huán)類化合物，其化學(xué)名是N-乙?；?5甲氧基色胺，又稱為松果體素[4]。機(jī)體通過(guò)合成褪黑素將晝夜或季節(jié)的光周期信息轉(zhuǎn)化為內(nèi)分泌信號(hào)，產(chǎn)生生物節(jié)律，以適應(yīng)環(huán)境的周期性改變[5]。胃腸道褪黑素由消化道黏膜中的腸嗜鉻細(xì)胞分泌，其在腸道中的含量比松果體高400倍，比血漿高10～100倍[6-7]，這間接反映了褪黑素在胃腸道中發(fā)揮著重要的生理作用。

褪黑素來(lái)源于色氨酸，通過(guò)自分泌、旁分泌、受體依賴途徑和非受體依賴途徑發(fā)揮生理作用[8]。受體依賴途徑包括3種受體（MT、ROR和RZR），其中MT（分為MT1、MT2和MT3）在胃腸道中表達(dá)，其在細(xì)胞核內(nèi)的表達(dá)水平最高，其次是微粒體和線粒體，在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的表達(dá)水平較低。MT1和MT2均為G蛋白偶聯(lián)受體家族成員，共享7個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域，整體同源性為55%，跨膜結(jié)構(gòu)域內(nèi)的同源性為70%[9]。ROR包括3種亞型（ 、 和 ），其中ROR t是調(diào)節(jié)免疫平衡的關(guān)鍵因子，可作為炎性疾病的治療靶點(diǎn)[10]。褪黑素具有抗氧化、抗炎作用，并可作為抗內(nèi)毒素藥物，有助于誘導(dǎo)睡眠，增強(qiáng)機(jī)體免疫功能，防止自由基損傷，可被用于治療腸易激綜合征、胃食管反流病、克羅恩病和UC等[11]。

2 褪黑素對(duì)UC的治療作用

UC是一種慢性腸道炎性疾病，腸道免疫失衡、腸道持續(xù)炎性反應(yīng)和氧化損傷、腸道菌群紊亂等在UC的腸道損傷過(guò)程中起著重要作用。

2.1 褪黑素與免疫調(diào)節(jié)

UC是以Th2細(xì)胞激活為主的慢性腸道炎性疾病，免疫失衡導(dǎo)致促炎因子分泌增加，包括TNF- 、IL-1、IL-6和IL-8等[12]。近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)，褪黑素通過(guò)調(diào)控促炎因子表達(dá)，在免疫調(diào)節(jié)中起著重要作用[13]。NF- B是促炎細(xì)胞因子、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（iNOS）、黏附分子、環(huán)氧合酶-2（COX-2）和基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP）的關(guān)鍵調(diào)控因子。在NF- B的經(jīng)典激活途徑中，IL-1 、Toll樣受體（TLR）和病毒等炎性刺激物通過(guò)激活I(lǐng) B激酶 （IKK ）、IKK 促進(jìn)I B泛素化和降解，然后釋放NF- B的p65/p50異源二聚體，并迅速進(jìn)入細(xì)胞核誘導(dǎo)各種NF- B依賴性炎性基因的激活，升高多種炎性介質(zhì)如COX-2、TNF、IL-1 和IL-6的轉(zhuǎn)錄水平及表達(dá)水平，在UC的發(fā)病機(jī)制中起著關(guān)鍵作用[14]。研究發(fā)現(xiàn)，褪黑素通過(guò)靶向抑制NF- B的激活，調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞的活性，導(dǎo)致TNBS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎模型大鼠中趨化因子表達(dá)水平降低，抑制細(xì)菌移位并調(diào)控細(xì)胞凋亡，從而減輕腸道炎性反應(yīng)[15]。另有研究報(bào)道，褪黑素在炎性反應(yīng)早期階段通過(guò)發(fā)揮抗氧化作用、激活I(lǐng)KK，以及在后期結(jié)合NF- B-DNA復(fù)合物，抑制iNOS、COX-2和促炎細(xì)胞因子的表達(dá)，從而抑制腸道炎性反應(yīng)[16]。此外，褪黑素還可上調(diào)核因子E2相關(guān)因子2（Nrf2）的表達(dá)，抑制NF- B的激活，進(jìn)而抑制促炎細(xì)胞因子和iNOS的表達(dá)[17]。

IL-17是由Th17細(xì)胞分泌的一種促炎細(xì)胞因子。Treg細(xì)胞可調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能，控制免疫應(yīng)答強(qiáng)度，誘導(dǎo)免疫耐受。Th17/Treg比值改變引起促炎/抑炎失衡是UC的重要發(fā)病機(jī)制。目前已在T細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了合成褪黑素所需的4種酶（AADC、AANAT、ASMT和 TPH） 和 4種 受 體（MT1、MT2、ROR 和RZR）。研究發(fā)現(xiàn)，給予小鼠褪黑素后，小鼠體內(nèi)T細(xì)胞顯著增殖；褪黑素可以增強(qiáng)小鼠骨髓中NK細(xì)胞和單核細(xì)胞的活性；此外，褪黑素可抑制Th17細(xì)胞分化，促進(jìn)1型Treg細(xì)胞（Tr1）分化，從而抑制腸道炎性反應(yīng)[18]。IL-6與可溶性IL-6R結(jié)合形成復(fù)合物，再與糖蛋白130 （gp130）結(jié)合促進(jìn)Janus激酶（JAK）磷酸化，誘導(dǎo)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子3（STAT3）表達(dá)，激活T細(xì)胞信號(hào)通路，引起炎性反應(yīng)[19]。研究發(fā)現(xiàn)，褪黑素通過(guò)抑制IL-6誘導(dǎo)的UC模型小鼠結(jié)腸中STAT3的表達(dá)，進(jìn)而抑制UC組織中IL-17的表達(dá)，從而減輕腸道炎性反應(yīng)，促進(jìn)黏膜愈合[20]。因此，褪黑素可通過(guò)多條途徑誘導(dǎo)緩解腸道免疫紊亂，在促進(jìn)腸黏膜屏障損傷修復(fù)中發(fā)揮了重要作用。

2.2 褪黑素與抗氧化

氧化應(yīng)激可導(dǎo)致腸黏膜損傷，進(jìn)而誘導(dǎo)腸道免疫紊亂，引發(fā)炎癥性腸病?；钚匝酰≧OS）包括羥基自由基、過(guò)氧化氫和單線態(tài)氧，參與了適應(yīng)性免疫應(yīng)答，涉及免疫細(xì)胞內(nèi)復(fù)雜的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程，如抗原提呈細(xì)胞活化成熟及淋巴細(xì)胞活化等[21]。褪黑素具有較高的抗炎和抗氧化活性，可通過(guò)降低促炎細(xì)胞因子（TNF- 、IL-1b和IL-6等）、髓過(guò)氧化物酶和丙二醛的表達(dá)水平以顯著改善乙酸誘導(dǎo)的結(jié)腸炎模型大鼠癥狀，并通過(guò)升高還原性谷胱甘肽和超氧化物歧化酶水平以降低活性氧水平[22]。褪黑素及其代謝物已被證明是非常有效的自由基清除劑，可通過(guò)清除氧自由基而抑制氧化應(yīng)激。Nrf2是細(xì)胞中調(diào)控促炎細(xì)胞因子和氧化應(yīng)激反應(yīng)的關(guān)鍵因子。褪黑素以Nrf2為靶點(diǎn)，抑制氧化應(yīng)激，下調(diào)促炎因子表達(dá)，從而防止組織損傷[23]。因此，褪黑素可通過(guò)促進(jìn)抗氧化和抗內(nèi)毒素基因的表達(dá)，及時(shí)清除氧自由基，維持氧化/抗氧化的動(dòng)態(tài)平衡，避免腸上皮細(xì)胞脂質(zhì)過(guò)氧化損傷，促進(jìn)腸黏膜屏障損傷修復(fù)，維持腸道穩(wěn)態(tài)，起到保護(hù)腸黏膜免疫屏障和機(jī)械屏障完整性的作用。

2.3 褪黑素在炎-癌轉(zhuǎn)化中的作用

結(jié)腸炎相關(guān)結(jié)腸癌（CACC）是UC的嚴(yán)重并發(fā)癥之一[24]。自噬與溶酶體介導(dǎo)的非必需細(xì)胞成分的降解有關(guān)，是腫瘤細(xì)胞在增殖過(guò)程中克服營(yíng)養(yǎng)匱乏的重要手段[25]。自噬過(guò)程涉及多條細(xì)胞信號(hào)通路，如磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B/哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白（PI3K/Akt/mTOR）信號(hào)通路、NF- B信號(hào)通路和MAPK激酶/細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶（MEK/ERK）信號(hào)通路等，在CACC發(fā)病過(guò)程中，炎性反應(yīng)及氧化應(yīng)激可誘導(dǎo)并促進(jìn)自噬。褪黑素的抗自噬作用受到其抗氧化作用的調(diào)節(jié)，可通過(guò)減少有害ROS而抑制自噬。研究發(fā)現(xiàn)，褪黑素可以通過(guò)干預(yù)Nrf2信號(hào)通路，抑制炎性反應(yīng)、氧化應(yīng)激和DNA損傷等，進(jìn)一步抑制自噬，從而調(diào)控CACC的病程[23]。

2.4 褪黑素與腸道菌群

腸道菌群紊亂是UC發(fā)病過(guò)程中的重要一環(huán)。UC患者的腸道菌群多樣性減少，其中變形菌門豐度增高，厚壁菌門和擬桿菌門豐度降低[26]。腸道免疫系統(tǒng)如無(wú)法耐受腸道菌群變化，將導(dǎo)致菌群移位，誘發(fā)腸道持續(xù)性炎性反應(yīng)；糞菌移植通過(guò)糾正腸道菌群紊亂，誘導(dǎo)UC癥狀短期緩解[27]。褪黑素信號(hào)通路可影響腸道微生物群及其代謝物，包括改變厚壁菌門和擬桿菌門的占比，增高嗜黏蛋白-阿克曼氏菌的相對(duì)豐度等。褪黑素可通過(guò)NF- B或STAT1信號(hào)通路調(diào)節(jié)微生物中脂多糖等成分，從而調(diào)節(jié)腸道免疫功能，影響宿主與細(xì)菌相互作用的晝夜節(jié)律，這一過(guò)程涉及擬桿菌門、普雷沃氏菌屬等[28]。褪黑素具有抗菌作用，如通過(guò)形成自由基殺死結(jié)核分枝桿菌、金黃色葡萄球菌、鮑曼不動(dòng)桿菌和銅綠假單胞菌等。研究發(fā)現(xiàn)，褪黑素可調(diào)控腸道內(nèi)產(chǎn)氣腸桿菌，誘導(dǎo)以24 h為周期的節(jié)律行為[29]。此外，褪黑素可通過(guò)TLR4信號(hào)通路抑制革蘭陰性菌增殖，從而促進(jìn)杯狀細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)再生胰島衍生蛋白3 （Reg3 ）表達(dá)，并提高厚壁菌門和擬桿菌門的占比，這提示褪黑素可通過(guò)TLR4感知菌群變化，并通過(guò)促進(jìn)杯狀細(xì)胞增殖及誘導(dǎo)Reg3 等表達(dá)進(jìn)一步調(diào)節(jié)菌群，從而發(fā)揮其在腸道內(nèi)的抗炎作用[30]。

3 總結(jié)

UC是一種慢性腸病，可反復(fù)發(fā)作，遷延不愈，嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量。胃腸道褪黑素由消化道黏膜中的腸嗜鉻細(xì)胞分泌，可通過(guò)靶向調(diào)控NF- B表達(dá)、改變Th17/Treg比值、清除氧自由基、維持氧化/抗氧化的動(dòng)態(tài)平衡等機(jī)制，誘導(dǎo)緩解UC的病程，這為進(jìn)一步探究褪黑素介導(dǎo)的抗UC保護(hù)機(jī)制奠定了基礎(chǔ)，也為今后如何更好地利用褪黑素這一潛在治療靶點(diǎn)來(lái)治療UC提供線索。