瘦素的生物学特性及其与肝病相关性的研究进展

梁万胜，王宏宾

（1.青海大学，青海 西宁 810016；2.青海大学附属医院，青海 西宁 810001）

瘦素（Leptin）是一种由白色脂肪组织产生的、多靶器官、功能广泛的蛋白类激素。肯尼迪猜想[1]提出，该激素可以调节体重，尤其是调节脂肪组织的数量，并受下丘脑新陈代谢控制中心的调节，以维持机体能量代谢平衡。1994年，英国学者Zhang等[2]利用定位克隆技术，首次成功克隆了遗传性肥胖小鼠（ob/ob小鼠）的肥胖基因，其编码产物即为瘦素。1998年，Potter等[3]在活化的肝星状细胞中发现瘦素的mRNA和蛋白质后，人们开始关注瘦素与肝病的关系。鉴于人们对瘦素认识的不断深入及其与肝病的密切关系，本文将对瘦素的生物学特性、其与肝病的相关性进行综述。

1 瘦素的生物学特性

人类瘦素主要由白色脂肪组织分泌，棕色脂肪、骨骼肌、胃黏膜、胎盘、肝星状细胞以及脑组织等的分泌量较少[4]。其主要生理功能[1]包括 ：（1）抑制摄食、增加能量消耗；（2）调节生长发育；（3）调节炎症反应、免疫功能；（4）促进上皮细胞 、血管生长；（5）调节神经内分泌功能；（6）保护消化系统功能；（7）维持正常血脂代谢等。

瘦素的分泌具有昼夜节律性[5]，从20：00至次日3：00为分泌高峰，并呈脉冲性分泌，也有文章报道在凌晨2：00左右瘦素水平达高峰，以后逐渐下降，下午1：00达低谷。此分泌节律可能与进食、性别、肥胖程度、胰岛素浓度及下丘脑—垂体轴的变化有关。Utriainen认为夜间血清瘦素水平升高是白天高胰岛素的结果[6]，而Sinha则认为与抑制夜间进食有关，进食及随之出现的血糖和胰岛素变化对瘦素昼夜节律无明显影响。女性月经周期中瘦素分泌也有变化，黄体期高于卵泡期。

有研究表明，肾脏是瘦素清除的主要器官，肾脏对瘦素的摄取是一个高能不饱和过程，经肾小球滤过的瘦素主要在近端肾小管降解[7，8]。

影响机体血清瘦素浓度的因素[9]包括体脂水平、胰岛素、糖皮质激素以及某些细胞因子、内毒素等，可促进瘦素合成；禁食、寒冷、β受体阻滞剂、环磷酸腺苷和生长激素等抑制瘦素合成。机体的体脂量，尤其是腹部脂肪量是影响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，还有学者认为可能是：（1）睾酮可以抑制瘦素的合成与释放，降低瘦素水平；（2）女性雌二醇可促进瘦素的分泌和释放；（3）皮下脂肪组织中的肥胖基因mRNA表达较腹部脂肪组织多（女性脂肪囤积以臀部及大腿较多，而男性则以内脏脂肪囤积为多），故造成瘦素分泌和释放较少。

人类瘦素基因定位于染色体7q31.3[2]，分子量16 KD，有3个内显子2个外显子，由167个氨基酸组成，进入血液循环后氨基末端的21个氨基酸信号肽被去除，形成含146个氨基酸的成熟瘦素，在血液中呈游离型和结合型，并与其在中枢、外周的多种受体结合而发挥生物学效应。瘦素是一种蛋白类激素，具有细胞因子特性，要想发挥作用就需与受体结合。瘦素受体分布广泛 ，Tartaglia等发现瘦素受体（OB-R）存在于小鼠脉络神经丛内、下丘脑、大脑、肾脏、心脏、肝脏、肺、脂肪组织及胰岛细胞表面等。其中下丘脑腹内侧部、侧部及弓状核是瘦素作用的主要部位。瘦素受体属于细胞激肽类Ⅰ型受体，由细胞外结构域、跨膜结构域和细胞内结构域[5]组成。瘦素受体由长链和短链组成，一般认为是长链活化后发挥生物效应[11，12]。OB-R磷酸化后通过经典的JAK/STAT[13]通路发挥作用，有学者[12]发现瘦素也可通过MAPK通路调节靶基因表达。MAPK家族主要成员有p38，ERK1/2和JNK。瘦素引起p38和ERK1/2磷酸化后，ERK1/2可参与靶基因转录水平调节，但是磷酸化的p38既参与靶基因mRNA转录后的调节，也参与靶基因mRNA降解或维持基因的稳定。

2 瘦素与肝病

能够从目前文献中检索到的与瘦素相关的临床疾病大致有：肥胖症，肝病，2型糖尿病，心血管疾病（冠心病、高血压），妇产科相关疾病，生殖与肾损害有关的疾病，恶性肿瘤（宫颈癌、乳腺癌、前列腺癌、胃癌），艾滋病，OSAS（阻塞性睡眠呼吸暂停综合征），白血病等。研究发现，瘦素与脂肪肝、肝炎、肝纤维化及肝硬化等慢性肝病的发生、发展有一定关系，并逐渐成为肝病研究的热点。

2.1 瘦素与肝炎

卢震亚等[14]研究发现，慢性乙型肝炎（CHB）患者血清瘦素和瘦素/BMI值显著增高，且血清瘦素水平与肝纤维化指标，如血清透明质酸（HA）、Ⅲ型前胶原（PC Ⅲ）、Ⅳ型胶原（C Ⅳ）、层粘连蛋白（LN）呈正相关，并显示各型肝炎（急性，慢性轻、中、重度）患者的瘦素水平均高于对照组，而各型肝炎之间的血清瘦素水平无显著性差异，对肝功能项目进行相关分析，发现仅与总胆汁酸有一定的相关性[15]，即瘦素水平越高，胆汁酸水平越高。Widjaja等[16]对丙型肝炎患者血清瘦素水平的研究也表明丙型肝炎组高于对照组。但Giannini等[17]则认为丙型肝炎病毒所致的肝病组血清瘦素水平与对照组无显著差异，其病情与病毒的负荷量关系密切。俞红等[18]通过实验得出结论：慢性乙型肝炎患者不论肝功能异常程度如何，其血清瘦素水平均低于正常人，原因为肝脏受病毒损伤，病毒持续感染而引起能量消耗和利用增加，或由于能量摄入轻度减少，由此共同作用而产生一种负氮平衡，导致体脂含量减少，脂肪细胞分泌瘦素减少所致。血清瘦素水平在肝炎患者血中升高的原因，Faggion等[19]认为是脂肪组织在TNF-a、IL-18等炎性因子刺激下分泌增多，瘦素进一步增强淋巴细胞的作用及巨噬细胞的吞噬能力而刺激巨噬细胞分泌TNF-a、IL-6、IL-12等炎性因子，促进肝细胞变性坏死。

2.2 瘦素与脂肪肝

脂肪肝是各种原因引起脂肪代谢障碍，导致脂肪在肝细胞内的异常堆积，临床上分为酒精性脂肪肝和非酒精性脂肪肝。其中肥胖成为非酒精性脂肪肝的重要病因之一，肝内脂肪堆积的程度与体重呈正比。30%～50%的肥胖症合并脂肪肝，重度肥胖者脂肪肝病变率高达61%～94%。肥胖者体重得到控制后，其脂肪浸润亦减少或消失。Dayatal在1998年提出的“二次打击”学说[20]是目前比较流行的脂肪肝发生机理，该学说认为脂肪代谢障碍引起脂肪在肝脏内环境失衡是肝脏脂肪变性的基础。Harmelen等研究发现，皮下脂肪中的瘦素含量是内脏脂肪中的两倍，因而推测瘦素主要来源于皮下脂肪，而内脏则是其作用的靶器官[21]。Barzilai等[22]研究认为，瘦素可能对内脏脂肪有易分解性，当大量游离脂肪酸被运送到肝脏内，而脂质在肝脏内的合成超过分解时就在肝脏积聚进而形成脂肪肝。Dagogo-Jacks等研究发现，生理浓度的胰岛素可快速促进瘦素产生，并证实了瘦素—胰岛素轴的存在，瘦素抑制胰岛素分泌，而胰岛素刺激瘦素产生。一旦该轴发生破坏，将会造成脂肪代谢紊乱，引起肥胖相关性疾病，如脂肪肝等。Shivakumar Chiitturi等研究发现，非酒精性脂肪性肝炎（NASH）患者的瘦素水平升高，进一步分析认为是胰岛素抵抗和（或）瘦素抵抗所致。Kaplan L M等研究发现，瘦素浓度明显升高可加重胰岛素抵抗，导致血胰岛素浓度上升以及肝细胞胰岛素信号转导改变，促进肝细胞内脂肪酸堆积，促使脂肪肝形成[23]。Kakuma等[24]研究认为，瘦素通过降低肝脏固醇调节元素结合蛋白-1的表达来实现在肝脏抗脂质合成的效应，因而一旦产生瘦素抵抗，将促进NASH的发生。

2.3 瘦素基因C2549A多态性与肝纤维化及肝硬化

Mamas等[25]研究发现，在瘦素基因5’端未翻译区2549位存在C→A多态性。任伟等[26]应用PCR-RFLP（聚合酶链反应及限制性片段长度多态性）方法对重庆地区105例正常人瘦素基因启动子2549位核苷酸（C2549A）变异进行研究后发现，非糖尿病、非高血压正常人存在瘦素基因C2549A多态性，A、C等位基因频率分别为28.1%和71.9%；且瘦素基因的多态性与个体空腹血清瘦素水平相关，高瘦素水平人群A等位基因携带者空腹血清瘦素水平更高，而低瘦素水平人群A等位基因携带者空腹血清瘦素水平较低，并进一步得出空腹血清瘦素水平较低的男性和非肥胖者中A等位基因携带者空腹血清瘦素、胰岛素抵抗水平明显低于C等位基因携带者；空腹血清瘦素水平较高的女性和肥胖者中A等位基因携带者空腹血清瘦素水平明显高于C等位基因携带者。提示瘦素C2549A基因变异与空腹血清瘦素水平有关，与国外报道的结果[27～29]一致，说明瘦素C2549A基因多态性与瘦素生成的变化有关，并提示瘦素基因的该多态性可能影响个体血清瘦素水平，检测瘦素基因型可以早期发现高基础瘦素的高危个体，以便早期干预。王春萍等[30]运用PCRRFLP方法分析肝硬化患者和正常人的C2549A多态性时进一步证实了瘦素启动子2549位核苷酸基因多态性与瘦素生成的变化有关，其变异虽不影响氨基酸的表型，但影响了氨基酸的表达。同时发现瘦素基因C2549A变异与肝硬化无相关性，而且证实在肝硬化中其变异的独立相关变量为胰岛素抵抗。但是李善高等[31]采用不同的基因研究技术——PCR-HRMA（高分辨率溶解曲线分析）后发现，肝硬化患者瘦素基因启动子主要突变位点在C2549，而G2548位点没有发现突变，验证了A位点基因频率的增高可能和肝硬化有关。

肝硬化是肝病的中晚期阶段，患者大多存在不同程度的营养障碍，由于瘦素在维持机体能量代谢平衡方面发挥重要作用，因此，瘦素与肝硬化有着密切联系。瘦素可能通过调节细胞因子分泌以及细胞因子的介导作用调节免疫机能，从而促进肝细胞变性坏死[15]。2001年，Ikejima等[32]首次证实了瘦素在肝纤维化形成中起的促进作用。他们发现用四氯化碳诱导小鼠形成的急、慢性肝损伤模型中，给予一定量的瘦素能明显上调α1（I）前胶原基因表达，引起促纤维化因子、转化生长因子β1（TGF-β1）以及HSC活化标志α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）表达。Saxena等[11，33]的研究提示瘦素直接作用于HSC促进肝纤维化发生，Tang等[34，35]的研究显示瘦素致肝纤维化的机制与TGF-β1密切相关，二者具有协同作用。国内外对瘦素在肝硬化患者中表现异常的结果报道不一。

Testa等[36]报道当肝功能衰竭时，血清瘦素水平升高，而Greco等[37]报道肝损害越严重，瘦素水平越低。陈凤媛等[38]认为，肝硬化组血清瘦素水平高于对照组，但无显著性差异。朴云峰等[39]报道肝炎后肝硬化（乙、丙型）组血清瘦素水平与对照组比较差异不显著，且在肝硬化组中血清瘦素水平性别差异消失，而酒精性肝硬化组血清瘦素水平高于对照组。焦秀娟等[40，41]报道肝炎后肝硬化患者血清瘦素水平较对照组显著增高，且血清胰岛素水平明显高于对照组，胰岛素敏感指数较正常组降低。这与王春萍等[30]的研究结果相同，肝硬化患者存在高胰岛素血症和胰岛素抵抗。俞红等[18]在排除了肥胖等因素后测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，而且两者有显著性差异。同时，Ben-Ari等[42]也发现血清瘦素水平在原发性胆汁性肝硬化患者中明显低于正常对照人群及肝细胞性肝病患者，并且在胆汁性肝硬化患者中，瘦素与体重指数无明显相关，原因有待于进一步阐明。亦有学者认为[43]肝硬化患者血清瘦素水平与肝功能分级无关。

肝病患者血清瘦素水平各家报道不一致，引起这些差异的原因有学者认为可能包括研究对象的选择及排除标准不同、肝病病因及程度不同、观察例数的差异。瘦素与肝病的联系是否只通过脂代谢、HSC及TGF发生关系，脂代谢是否是这些关系的核心环节，瘦素和肝脏的炎症、脂肪变性、纤维化及硬化的关系仍有待于进一步研究。此外，肝内活化的HSC等产生的瘦素可能具有重要的局部效应，并参与局部其他细胞或HSC本身的激活和肝脏发病过程，因此，瘦素的肝内局部效应已引起相关学者的重视[44]。

通过本综述，我们认识到脂肪不只是传统认为的储备器官，也可能是一个启动能量平衡调节的内分泌器官，因此，是否可以将瘦素作为肝病的常规/辅助监测项目，或作为一种治疗药物（治疗肥胖、不育症，抗肿瘤）等仍有待进一步研究。