鐘小毅,侯婷,王玉
1河北大學臨床醫(yī)學院,河北 保定 071000;2河北大學附屬醫(yī)院兒科
Nesfatin-1是日本學者OH-I首先發(fā)現(xiàn)的一種多肽類激素,是由核連蛋白2(NUCB2)水解產(chǎn)生的肽段[1],水解還得到了另外兩個片段,分別命名為Nesfatin-2、Nesfatin-3,目前這兩個片段的生物學功能尚不清楚[2]。最初在室旁核、孤束核和弓狀核等食物攝取調(diào)節(jié)性腦核中樞中檢測到Nesfatin-1,在隨后研究中,外周的胃腸黏膜、脂肪組織、心肌細胞以及生殖系統(tǒng)如睪丸、附睪、卵巢、子宮中亦檢測到Nesfatin-1分布。Nesfatin-1具有抑制攝食、抗炎、促細胞凋亡、調(diào)節(jié)糖脂代謝等生物學作用。Nesfatin-1包含3個結(jié)構域,其中發(fā)揮抑制攝食的關鍵區(qū)域為M30。目前,對介導Nesfatin-1的受體尚無定論,放射自顯影技術發(fā)現(xiàn),Nesfatin-1在大腦區(qū)域與125i-Nesfatin-1廣泛結(jié)合,但不能據(jù)此推測其為Nesfatin-1的受體[3]?,F(xiàn)就Nesfatin-1的生物學作用研究進展綜述如下。
1.1 糖尿病基礎研究表明,注射Nesfatin-1后的大鼠會出現(xiàn)攝食減少、體質(zhì)量降低;靜脈注射Nesfatin-1后的高血糖小鼠會持續(xù)性地出現(xiàn)血糖水平下降,這一下降過程可維持6 h之久;Nesfatin-1還可活化信號轉(zhuǎn)導通路,從而改善肥胖動物模型小鼠的胰島素敏感性。推測Nesfatin-1與機體的糖脂代謝及胰島素抵抗有關[4-5]。但現(xiàn)有研究結(jié)果顯示,血Nesfatin-1水平與糖尿病的關系結(jié)論不一[6]。
1.2 單純性肥胖Nesfatin-1是直接發(fā)揮生理效應的一種激素,不同于其他激素通過產(chǎn)生各種不適反應而降低食欲,其減少人體能量攝入通過負性調(diào)節(jié)作用而減少多巴胺能神經(jīng)元的活動。研究表明,肥胖者體內(nèi)Nesfatin-1水平較健康人低,可能是低水平Nesfatin-1不僅不能抑制攝食反而會增加攝食行為,而且還可減少脂肪動員活動,從而導致機體能量正平衡,促進脂肪堆積,誘導肥胖發(fā)生[7-8]。
1.3 阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征何悠等[9]研究表明,相較于健康人群,阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征患者血清內(nèi)Nesfatin-1水平明顯升高,且Nesfatin-1水平與疾病嚴重程度呈正相關。Nesfatin-1可調(diào)節(jié)糖脂代謝,與糖尿病的發(fā)生有關,而阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征發(fā)病的獨立危險因素之一即為糖尿病。Nesfatin-1廣泛分布于下丘腦及情緒調(diào)節(jié)中樞,與下丘腦-垂體軸的功能關系密切,而阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征患者可由于睡眠結(jié)構改變引起下丘腦-垂體軸的功能失調(diào),導致Nesfatin-1水平異常,而Nesfatin-1水平紊亂會通過調(diào)節(jié)情緒和交感神經(jīng)活性等作用影響阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征患者出現(xiàn)反饋性病情加重,從而形成負性循環(huán)。
2.1 股骨頭壞死研究表明,對雌激素缺乏相關骨質(zhì)疏松動物模型大鼠應用Nesfatin-1,可提升大鼠骨鈣素及骨堿性磷酸酶水平[10],提示Nesfatin-1有調(diào)節(jié)骨代謝的生物學作用。龐士龍等[11]研究發(fā)現(xiàn),Nesfatin-1水平在股骨頭壞死患者中明顯升高,這可能是由于高水平的Nesfatin-1會刺激炎癥因子釋放,如IL-18、CRP,這些因子是股骨頭壞死患者關節(jié)內(nèi)參與滑膜炎癥的關鍵因子;另外,Nesfatin-1還可通過其調(diào)節(jié)骨代謝的生物學作用抑制骨細胞生成,從而導致股骨頭的病變。
2.2 冠狀動脈粥樣硬化性心臟病基礎研究發(fā)現(xiàn),Nesfatin-1有誘導炎癥因子產(chǎn)生、促進細胞凋亡的作用,可促進動物模型大鼠的血管重塑,在動脈粥樣硬化的發(fā)展中起促進作用[12]。研究顯示,冠心病患者血清Nesfatin-1水平較健康對照組明顯降低[13]。在冠狀動脈粥樣硬化性心臟病包括慢性冠脈疾病、急性冠狀動脈綜合征病程中,慢性炎癥反應均發(fā)揮重要作用,炎癥反應刺激炎癥因子表達,從而抑制Nesfatin-1分泌。但當發(fā)生心肌梗死時,Nesfatin-1可通過環(huán)磷酸鳥苷/蛋白激酶G等通路來降低心臟灌注的劑量依賴性,減少心臟缺血再灌注后的心肌損傷,從而發(fā)揮減少梗死面積、保護心臟的作用。
2.3 惡性腫瘤研究發(fā)現(xiàn),Nesfatin-1在腫瘤發(fā)生、發(fā)展中起重要作用,但Nesfatin-1對不同腫瘤細胞增殖信號通路的影響不同[14-15]。在乳腺癌中,Nesfatin-1可促進MCR-7細胞株和ER-SK-BP-3細胞株的增生、轉(zhuǎn)移及浸潤;在卵巢癌中,Nesfatin-1可通過RhoA/ROCK通路抑制HO-8910細胞株的增殖,誘導細胞凋亡;在膀胱癌中,Nesfatin-1可增強T24細胞株的細胞增殖、遷移和侵襲能力;在結(jié)腸癌中,Nesfatin-1可通過LKB1/AMPK/TORC1/ZEB1途徑促進癌細胞遷移及侵襲;在胃癌中,Nesfatin-1可調(diào)控RhoA/ROCK通路促進胃癌細胞的增殖。
2.4 腦血管病在發(fā)生腦損傷后腦組織會產(chǎn)生多種炎癥因子,其中一種即為Nesfatin-1,Nesfatin-1參與多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病的炎癥反應,包括缺血缺氧性腦病、腦出血、腦梗死等。研究表明,Nesfatin-1對腦損傷及腦損傷后所產(chǎn)生的精神意識異常均有一定的保護和緩解作用,但其發(fā)揮作用的具體機制尚不明確,可能與炎癥因子釋放、細胞凋亡、氧化應激、ATP減少等有關[16-18]。
2.5 壞死性小腸結(jié)腸炎炎癥因子活化、氧化應激與壞死性小腸結(jié)腸炎的發(fā)病機制相關。Nesfatin-1在胃腸中通過抗炎發(fā)揮保護作用,當胃上皮細胞中Nesfatin-1被敲除后,胃炎的發(fā)生風險明顯增高。邱紅等[19]研究發(fā)現(xiàn),在壞死性小腸結(jié)腸炎早產(chǎn)兒腸組織及脂多糖誘導的壞死性小腸結(jié)腸炎結(jié)腸細胞中Nesfatin-1表達降低,Nesfatin-1的過表達可減弱脂多糖誘導的壞死性小腸結(jié)腸炎結(jié)腸細胞的炎癥反應。Nesfatin-1通過靶向TLR4介導炎癥反應抑制脂多糖誘導的免疫反應,TLR4的轉(zhuǎn)染可促進脂多糖誘導的腸上皮HCoEpiC細胞炎癥因子(IL-6、TNF-α、NLRP3)的表達升高,而Nesfatin-1可抑制TLR4信號的激活,從而阻斷TLR4所介導的炎癥,降低腸炎的發(fā)生。
3.1 抑郁癥部分抑食及促食源性神經(jīng)遞質(zhì)不僅可調(diào)節(jié)食物的攝取,亦具有調(diào)節(jié)情緒和壓力的作用。研究表明,Nesfatin-1作為一種食物攝取抑制因子具有情緒調(diào)節(jié)的功能[20]。在胃癌動物模型小鼠的尾靜脈中注射Nesfatin-1可引起動物模型的抑郁樣行為。目前認為,抑郁的發(fā)病與下丘腦-垂體-腎上腺軸功能過度激活相關,而下丘腦-垂體-腎上腺軸功能過度激活可影響下丘腦多受體平衡系統(tǒng),Nesfatin-1可通過調(diào)節(jié)下丘腦相關信號分子調(diào)節(jié)下丘腦-垂體-腎上腺軸的活性,進而影響抑郁癥的進展。其他疾病后抑郁如腦卒中后抑郁可能與原發(fā)病灶相關,分泌調(diào)節(jié)機體情緒反應的神經(jīng)遞質(zhì)如5-羥色胺、去甲腎上腺素等的神經(jīng)細胞位于腦干位置,當原發(fā)病灶與其重合時,導致抑郁的發(fā)生、發(fā)展。
3.2 功能性胃腸病功能性胃腸病是在生理、心理和社會相互作用下而產(chǎn)生的消化系統(tǒng)功能性的綜合病征,目前考慮發(fā)病機制與內(nèi)臟高敏感、精神心理因素、腦-腸軸通路等有關。研究發(fā)現(xiàn),功能性胃腸病患者血Nesfatin-1水平明顯高于健康人群,且其中伴有精神狀態(tài)異常者血Nesfatin-1水平高于不伴有精神狀態(tài)異常者[21];對功能性胃腸病患者使用抗抑郁藥物米氮平治療后發(fā)現(xiàn),其血Nesfatin-1水平較治療前下降。研究表明,Nesfatin-1可能通過調(diào)節(jié)5-HT水平間接參與內(nèi)臟高敏性的調(diào)控。動物實驗發(fā)現(xiàn),向大鼠腹腔注射Nesfatin-1可降低胃竇的運動指數(shù),延長十二指腸Ⅲ期的收縮電位,從而起到抑制胃腸運動的作用[22]??傊琋esfatin-1參與功能性胃腸病的發(fā)生可能通過多方面進行調(diào)控,如對精神心理的調(diào)節(jié)、內(nèi)臟敏感性的調(diào)節(jié)及直接影響胃腸道功能。
3.3 原發(fā)性癲癇基礎研究發(fā)現(xiàn),Nesfatin-1可刺激中樞神經(jīng)元發(fā)生超極化和去極化,且其表達與神經(jīng)元的興奮性呈正比。研究表明,癲癇發(fā)作時Nesfatin-1、S100B、腫瘤壞死因子-α等神經(jīng)肽的分泌會明顯升高,但治療后發(fā)現(xiàn)這些神經(jīng)肽水平逐漸降低,考慮包括Nesfatin-1在內(nèi)的神經(jīng)肽激素影響神經(jīng)電活動的興奮性,從而誘導癲癇的發(fā)生、發(fā)展[23]。
4.1 特發(fā)性矮小癥動物實驗發(fā)現(xiàn),向大鼠側(cè)腦室注射Nesfatin-1后其循環(huán)中生長激素釋放激素(GHRH)、生長抑素(SS)、生長激素(GH)、胰島素樣生長因子(IGF-1)等均降低,提示Nesfatin-1對生長類激素有抑制作用。研究表明,Nesfatin-1水平與新生兒的出生體質(zhì)量呈負相關,據(jù)此推測Nesfatin-1亦參與機體生長的調(diào)控[24]。另有研究發(fā)現(xiàn),Nesfatin-1與特發(fā)性矮小癥患者的BMI存在相關性,但這種相關性目前尚不明確。
4.2 多囊卵巢綜合征研究表明,性激素、胰島素抵抗與多囊卵巢綜合征發(fā)生、發(fā)展相關[25]。動物實驗發(fā)現(xiàn),Nesfatin-1可調(diào)節(jié)初情期動物血清黃體生成素(LH)及卵泡刺激素(FSH)的分泌;Nesfatin-1可能通過下丘腦-垂體-性腺軸影響性激素的分泌。多囊卵巢綜合征患者血清中Nesfatin-1水平較健康女性降低的原因之一是有胰島素抵抗。提示Nesfatin-1在多囊卵巢綜合征發(fā)病機制起重要作用。
動物實驗表明,向大鼠靜脈注射Nesfatin-1后,外周動脈阻力增加;向大鼠側(cè)腦室注射Nesfatin-1,平均動脈壓相應提高[26]。臨床研究發(fā)現(xiàn),妊娠期高血壓患者血Nesfatin-1水平升高,且升高幅度與疾病嚴重程度呈正相關。目前,Nesfatin-1如何影響血壓水平尚無確切定論。有研究認為,高血壓的發(fā)生可能與全身性炎癥相關,Nesfatin-1是否通過其抗炎作用影響高血壓的發(fā)生仍需繼續(xù)研究。
綜上所述,Nesfatin-1具有抑制攝食、抗炎促凋亡、調(diào)節(jié)糖脂代謝等多種生物學作用,在疾病發(fā)生中起重要作用。目前,Nesfatin-1的特異性受體尚未確定,對Nesfatin-1進行深入研究還有一定困難。