蔡文娟（綜述），章明放（審校）

（天津市第一中心醫(yī)院病理科，天津 300192）

炎癥性腸?。╥nflammatory bowel disease，IBD）又稱腸炎，是一組腸道炎癥性疾病的統(tǒng)稱。一般指大腸內(nèi)的炎癥，有時候也被用來指小腸內(nèi)的炎癥，主要包括克羅恩?。–rohn disease，CD）和潰瘍性結(jié)腸炎（ulcerative colitis，UC）。CD可影響消化系統(tǒng)的任何部分，從口腔至肛門都有可能發(fā)生跳躍性病變，多發(fā)于回腸末端。而UC發(fā)病僅限于結(jié)腸和直腸部分。黏膜上皮細胞及其細胞間的各種連接結(jié)構(gòu)是腸道抵御外環(huán)境中有害物質(zhì)或病原體入侵腸黏膜組織的關(guān)鍵，是維持腸上皮的選擇通透性及其屏障功能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。腸上皮細胞頂端的緊密連接及與之相鄰的黏附連接組成了頂端連接復(fù)合體，是調(diào)控黏膜屏障的主要組成部分。其中，緊密連接是維持上皮細胞間機械屏障最重要的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。

1 腸上皮緊密連接的結(jié)構(gòu)和功能

緊密連接在冰凍蝕刻電鏡下表現(xiàn)為一系列交織的膜內(nèi)束，由跨膜蛋白和細胞質(zhì)接頭蛋白組成，形成復(fù)雜的蛋白網(wǎng)絡(luò)?？缒さ鞍资蔷o密連接的主要成分，它們能夠穿透緊密連接，將鄰近細胞的胞膜連接起來，形成密封結(jié)構(gòu)。最主要的三種跨膜蛋白是occludin、claudin家族（至少包括24個成員）和連接黏附分子（junctional adhesion molecule，JAM）。緊密連接的主要作用是封閉相鄰細胞間的接縫，防止溶液中的分子沿細胞間隙滲入體內(nèi)，從而保證機體內(nèi)環(huán)境的相對穩(wěn)定，其作用包括:①細胞間隙的頂端形成滲透屏障，調(diào)節(jié)水和電解質(zhì)的極向運動，防止大分子物質(zhì)經(jīng)腸腔漏到周圍組織中。②造成膜質(zhì)的區(qū)域性差異，使這些區(qū)域可進行專一的功能活動，如離子的定向轉(zhuǎn)運和大分子吸收，阻止膜中脂類和蛋白質(zhì)的側(cè)向擴散。③具有一定生理作用，如上皮細胞分化［1］。

2 IBD中緊密連接的破壞

輕中度CD活動時，上皮膜電阻抗（transepithelial electrical resistance，TER）下降，緊密連接復(fù)雜程度也有下降，包括緊密連接束數(shù)目減少和不連續(xù)、緊密連接網(wǎng)絡(luò)深度下降等［2］。緊密連接的數(shù)目與TER呈對數(shù)關(guān)系，故TER是判斷緊密連接屏障功能的主要指標(biāo)。緊密連接束不連續(xù)是大分子（如食物抗原或細菌內(nèi)毒素）穿透上皮屏障的關(guān)鍵原因。Oshitani等［3］研究顯示，CD病變部位上皮膜蛋白中occludin、claudin-5和claudin-8表達均下調(diào)，而claudin-2表達卻上調(diào)，且claudin-5和claudin-8可重新分布，到達緊密連接以外部位，失去其功能。同時研究顯示［3］，CD非活動部位的緊密連接也受到破壞，跨膜蛋白occludin和胞質(zhì)附著蛋白ZO家族可重新分布到細胞基底膜及固有層的細胞外基質(zhì)中。

在UC中，病變腸管上皮屏障功能可下降80%以上，緊密連接束數(shù)目及網(wǎng)絡(luò)深度也下降，但連續(xù)性卻不受影響。UC病變腸管不論多形核細胞滲出是否活躍，均有急劇、廣泛的occludin下調(diào)，其他緊密連接蛋白如ZO-1、JAM-A、claudin-1等在多形核細胞滲出活躍的部位下降，但在其他部位不受影響［4］。

3 炎性因子在緊密連接破壞中的作用

IBD中免疫反應(yīng)異常一直被認為是發(fā)病的中心環(huán)節(jié)。當(dāng)IBD發(fā)病時炎癥破壞黏膜屏障，腸腔內(nèi)抗原物質(zhì)及病原菌向腸黏膜固有層移位并激活固有層免疫細胞，產(chǎn)生大量炎性細胞因子及介質(zhì)，其炎性分子進一步加劇黏膜屏障損傷，腸上皮細胞緊密連接破壞導(dǎo)致細胞間隙通透性增加，細菌、內(nèi)毒素及大分子物質(zhì)就可通過緊密連接進入體循環(huán)［5］。

IBD發(fā)生時，炎性因子干擾素 γ（interferon-γ，IFN-γ）和腫瘤壞死因子 α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）導(dǎo)致黏膜屏障破壞早有定論。

3.1 TNF與炎性腸病 眾所周知，TNF是重要的免疫介質(zhì)和促炎因子，研究認為TNF在IBD發(fā)病過程中免疫應(yīng)答和持續(xù)具有不可缺少的作用。TNF-α可以增加腸上皮細胞旁的通透性，降低腸上皮細胞屏障的跨上皮電阻TER［6］。許多研究探討了TNF-α調(diào)節(jié)緊密連接的可能機制，TNF-α能誘導(dǎo)上皮細胞核轉(zhuǎn)錄因子活化，活化的核因子κB、p50/p65亞基與肌球蛋白輕鏈激酶（myosin light chain kinase，MLCK）基因的啟動子結(jié)合，啟動MLCK轉(zhuǎn)錄，增加MLCK蛋白的表達［7］。Shen 等［8］發(fā)現(xiàn)，MLCK 促使肌球蛋白輕鏈磷酸化后，ZO-1和occludin及緊密連接周圍骨架蛋白F-actin將重新分布，導(dǎo)致緊密連接破壞，增加通透性，但claudin-1和claudin-2受影響有限。TNF-α不僅能直接影響上皮細胞緊密連接蛋白表達及分布，并能與IFN-γ呈協(xié)同作用，誘導(dǎo)MLCK等緊密連接調(diào)節(jié)蛋白的表達。

3.2 IFN-γ與 IBD IFN-γ能夠啟動上皮細胞對TNF-α的反應(yīng)，之后TNF-α通過上調(diào)MLCK和促使MLCK磷酸化破壞緊密連接。經(jīng)IFN-γ預(yù)處理后細胞TNFR2表達增加是TNF-α發(fā)揮作用的關(guān)鍵因素，IFN-γ通過誘導(dǎo)TNFR2表達，激活腸上皮對 TNF-α產(chǎn)生反應(yīng)［9］。這些研究提示，阻斷TNFR2可能作為恢復(fù)重建腸道屏障的潛在靶點之一，對IBD有治療作用［10］。同時研究顯示，IFN-γ絲氨酸蛋白酶抑制劑4-（2-氨乙基）苯磺酰氟鹽酸鹽能通過改善斷裂的claudin-2而使IFN-γ破壞的腸黏膜上皮屏障得以恢復(fù)［11］。在IBD發(fā)病早期，腸黏膜IFN-γ水平明顯增高，并上調(diào)MLCK等緊密連接調(diào)節(jié)蛋白的表達，使緊密連接蛋白的表達下降，導(dǎo)致腸黏膜通透性增高［12］。

3.3 IL-13與IBD 白細胞介素（interleukin，IL）13是Th2類炎性因子。UC時主要由黏膜固有層單個核細胞產(chǎn)生，固有層細胞高表達IL-13。體外經(jīng)IL-13的誘導(dǎo)，腸上皮細胞緊密連接蛋白claudin-2的表達也平行增高，claudin-2能誘導(dǎo)腸黏膜針對小分子物質(zhì)的通透性增高，導(dǎo)致UC臨床癥狀出現(xiàn)，如腹瀉等。UC腸道claudin-2表達水平可達正常人10倍以上。因此，在UC發(fā)病中，IL-13水平增高可影響腸黏膜上皮細胞緊密連接蛋白的表達及分布。IBD炎性腸黏膜高表達的其他細胞因子，如IL-1B也能影響上皮細胞緊密連接蛋白表達及分布。IL-1B是腸道炎性反應(yīng)級聯(lián)放大反應(yīng)環(huán)節(jié)的核心炎性因子。在生理劑量范圍內(nèi)IL-1B可引起人結(jié)腸癌上皮細胞TER下降，并呈劑量和時間效應(yīng)［13］。進一步研究發(fā)現(xiàn)，IL-1B可使MLCK表達和活性增加，而MLCK表達增加可導(dǎo)致核因子κB活化，導(dǎo)致緊密連接破壞［14］。

腸道炎性反應(yīng)是否由緊密連接損害直接啟動?這些損害是否是腸道過度炎性反應(yīng)和促炎因子破壞的后果?應(yīng)用基因剔除或轉(zhuǎn)基因小鼠模型，闡述緊密連接蛋白在IBD發(fā)病機制中的作用可能對解答這些疑問有一定幫助。葡聚糖硫酸鈉誘導(dǎo)JAM-A缺失小鼠，試驗組疾病活動度、便血和結(jié)腸攣縮程度均高于對照組，而體質(zhì)量顯著低于對照組。JAM-A是緊密連接蛋白的組分之一，小鼠JAM-A缺失后，結(jié)腸上皮通透性增加，上皮TER下降，而黏膜下中性粒細胞浸潤增加，并有淋巴細胞濾泡集合趨勢，類似IBD的表現(xiàn)［15］。有研究顯示，小鼠occludin缺失后并無腸道通透性下降。這可能是因為occludin剔除后，某些與之功能類似的蛋白高度表達，從而彌補了occludin缺乏造成的腸屏障功能障礙。

CD患者的屏障功能障礙體現(xiàn)了病變過程的早期反應(yīng)，其可能受到遺傳因素的影響，并由環(huán)境因素，如腸腔內(nèi)食物抗原或細菌所觸發(fā)。對于腸屏障功能障礙在CD中的作用機制并不十分明確，有研究顯示輕度或者暫時性的上皮緊密連接打開有助于調(diào)節(jié)性T細胞產(chǎn)生，阻止黏膜炎性反應(yīng)［16］。

4 保護腸上皮屏障藥物在IBD治療中的作用

4.1 對細胞骨架的保護和治療 n-3多不飽和脂肪酸對臨床IBD的治療價值已經(jīng)得到肯定。其作用機制除免疫調(diào)節(jié)、減輕組織炎性反應(yīng)外，還能起到保護上皮緊密連接的作用。n-3多不飽和脂肪酸能夠降低IFN-γ和TNF-α誘導(dǎo)的體外上皮細胞TER下降、緊密連接形態(tài)破壞、以及occludin和ZO-1的再分布等。大鼠腸炎模型經(jīng)n-3多不飽和脂肪酸處理后，緊密連接蛋白ZO-1、claudin-1、claudin-5和claudin-8的表達水平明顯增加，超微結(jié)構(gòu)也明顯好轉(zhuǎn)［17］。

4.2 腸上皮的修復(fù) 三葉肽可以促進生長因子和細胞因子對上皮的修復(fù)作用，在潰瘍附近修復(fù)腸上皮［18］。谷氨酰胺是腸上皮細胞所特需的營養(yǎng)物質(zhì)，體外Caco-2細胞，如剝奪谷氨酰胺、細胞occludin、claudin-1和ZO-1表達水平均下降，分布亦受影響，緊密連接復(fù)合體的數(shù)目、致密程度和復(fù)雜程度同時受到影響。實驗顯示，乙醛處理Caco-2細胞后，細胞旁通透性增加，occludin、ZO-1均重新分布，而給予L-谷氨酰胺則可逆轉(zhuǎn)這一過程［19］。上皮特異性的生長因子也具有維護上皮緊密連接的作用。表皮生長因子能迅速降低壞死性小腸炎小鼠腸上皮通透性，使occludin和claudin-3表達水平恢復(fù)正常［20］。

4.3 對于緊密連接的修復(fù)和治療 過度表達的TNFR-2介導(dǎo)TNF信號通路，觸發(fā)上皮增加MLCK的表達及MLCK磷酸化，細胞緊密連接蛋白損傷和屏障功能喪失。這為修復(fù)腸屏障功能、阻止疾病發(fā)展過程中提供了一個新的途徑［21］。

依那西普是重組的可溶性人TNFR蛋白，可競爭性地與s-TNF-α結(jié)合，阻斷TNF-α與受體結(jié)合，降低TNF-α活性，干擾信號通路，從而達到治療效果。雖然在IBD治療中效果不確切，但從理論上這也為治療IBD提供了新的思路［21］。

4.4 其他治療方法 益生菌已被長期用于IBD的臨床治療?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)其作用機制亦與調(diào)節(jié)上皮緊密連接有關(guān)。體外研究顯示，益生菌 E.coli Nissle 1917（EcN）能夠調(diào)節(jié)蛋白激酶C信號途徑，并使緊密連接蛋白ZO-2表達增加和重新分布，逆轉(zhuǎn)致病菌引起的腸上皮細胞緊密連接破壞［22］。

另外，目前開發(fā)的中草藥和一些中成藥對腸上皮細胞及細胞間緊密連接也具有一定的保護作用，而且不良反應(yīng)相對較小。小檗堿（黃連素）是我國傳統(tǒng)中藥黃連的主要成分，臨床上對各種微生物所致腸炎均有一定的療效，同時小檗堿對腸黏膜屏障及緊密連接的功能可能也具有保護作用［23］。

5 小結(jié)

腸黏膜屏障有效地將腸腔內(nèi)的抗原、細菌等有害物質(zhì)與腸固有層的免疫組織相隔絕，避免激活腸固有層的免疫組織反應(yīng)。這其中以腸上皮的緊密連接最為重要。IBD發(fā)病時，原發(fā)損害和繼發(fā)損傷都破壞腸上皮間連接，有害物質(zhì)侵入固有層，繼發(fā)過度免疫反應(yīng)。目前，除開發(fā)的中藥以外，許多特異性的生長因子及激酶抑制劑可以有效減輕炎性反應(yīng)，同時保護上皮連接，改善黏膜屏障，這些都將是IBD治療的新目標(biāo)。

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