申 潔，梅永君

（1.蚌埠醫(yī)學(xué)院2020級(jí)碩士研究生；2.蚌埠醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院風(fēng)濕免疫科；3.慢性疾病免疫學(xué)基礎(chǔ)與臨床安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽 蚌埠 233004）

強(qiáng)直性脊柱炎（Ankylosing spondylitis，AS）是一種慢性進(jìn)行性炎癥性疾病，是脊柱關(guān)節(jié)炎（Spondyloarthritis，SpA）常見(jiàn)的臨床類型，主要累及中軸關(guān)節(jié)，晚期可引起脊柱強(qiáng)直和韌帶鈣化，在疾病發(fā)展過(guò)程中以新骨形成為特點(diǎn)，但其病因和發(fā)病機(jī)制目前還尚未完全闡明。內(nèi)脂素是一種新型脂肪因子，主要由內(nèi)臟脂肪組織產(chǎn)生，與機(jī)體炎癥和免疫應(yīng)答反應(yīng)密切相關(guān)。內(nèi)脂素作為脂肪因子在AS 新骨形成中發(fā)揮重要作用，本文主要闡述內(nèi)脂素在強(qiáng)直性脊柱炎新骨形成中的研究進(jìn)展。

1 內(nèi)脂素的結(jié)構(gòu)與功能

內(nèi)脂素于1994年首次在人外周血淋巴細(xì)胞cDNA文庫(kù)中分離出來(lái)，因其對(duì)干細(xì)胞因子和IL-7 介導(dǎo)的B 細(xì)胞成熟有協(xié)同作用，將其稱為前B 細(xì)胞克隆增強(qiáng)因子（Pre-B cell cloneenhancer，PBEF）［1］。2002年RONGVAUX A 等［2］發(fā)現(xiàn)PBEF 基因的小鼠同源基因編碼煙酰胺磷酸核糖基轉(zhuǎn)移酶（Nicotinamide phosphoribosyl transferase，NAMPT），而該酶可以催化煙酰胺與5-磷酸核糖-1-焦磷酸縮合生成煙酰胺單核苷酸，這是煙酰胺腺嘌呤二核苷酸生物合成的中間產(chǎn)物，故將其命名為煙酰胺磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶。NAMPT是一種同型二聚體蛋白，既具有細(xì)胞內(nèi)形式又具有細(xì)胞外形式，細(xì)胞內(nèi)形式作為一種NAD 生物合成酶已得到其生化和結(jié)構(gòu)分析的支持，而細(xì)胞外形式的意義和功能則一直存在爭(zhēng)議。有研究發(fā)現(xiàn)，與皮下脂肪組織相比，其在內(nèi)臟脂肪組織中有更高的表達(dá)，因此將其稱為內(nèi)脂素［3］。

內(nèi)脂素基因長(zhǎng)34.7 kb，位于染色體7q22.1-7q31.33 區(qū)間，包含11 個(gè)外顯子和10 個(gè)內(nèi)含子。內(nèi)脂素mRNA有3個(gè)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，分別長(zhǎng)約2.0 kb、2.4 kb和4.0 kb，其中2.4 kb 為其主要mRNA，編碼473 個(gè)氨基酸，估計(jì)分子量為52 kDa［1］，而2.0 kb 和4.0 kb mRNA 的作用目前尚不清楚。內(nèi)脂素在骨髓、肝組織和肌肉中大量表達(dá)［1］，在棕色脂肪組織、肝、腎中呈現(xiàn)高表達(dá)，而在白色脂肪組織、肺、脾、睪丸和肌肉中表達(dá)較低［4］。除此之外，在其他組織中也發(fā)現(xiàn)內(nèi)脂素的表達(dá)［5］。內(nèi)脂素廣泛的表達(dá)也正體現(xiàn)出該脂肪因子的關(guān)鍵生物學(xué)作用。

2 內(nèi)脂素的生物學(xué)作用

2.1 在糖代謝中作用內(nèi)脂素可降低血糖并發(fā)揮類胰島素作用，通過(guò)與胰島素受體結(jié)合，激活相關(guān)下游信號(hào)通路，在體內(nèi)和體外對(duì)脂肪生成、細(xì)胞葡萄糖攝取和血糖水平發(fā)揮類胰島素生物學(xué)效應(yīng)，并呈現(xiàn)劑量依賴性［3］。內(nèi)脂素還可加強(qiáng)胰島素分泌，同時(shí)對(duì)胰島素受體磷酸化、細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)以及一些β 細(xì)胞功能相關(guān)基因的表達(dá)發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)作用［6］。SAYERS S R 等［7］研究發(fā)現(xiàn)，內(nèi)脂素結(jié)構(gòu)功能變化可以介導(dǎo)T2DM 的小鼠和人類β 細(xì)胞功能障礙。此外，內(nèi)脂素在葡萄糖代謝及改善胰島素敏感性方面也發(fā)揮重要作用［8-10］。

2.2 在脂肪代謝中作用CHANG Y C 等［11］研究發(fā)現(xiàn)，內(nèi)臟脂肪組織的內(nèi)脂素轉(zhuǎn)錄水平與甘油三酯和膽固醇水平呈正相關(guān)，提示內(nèi)脂素參與脂肪代謝。內(nèi)脂素通過(guò)自分泌或旁分泌途徑作用于脂肪組織，誘導(dǎo)脂肪庫(kù)的前脂肪細(xì)胞中甘油三酯積累，加速葡萄糖合成甘油三酯并沉積在脂肪細(xì)胞中，促進(jìn)脂肪組織分化、合成和積累［3］。有研究顯示，在病態(tài)肥胖患者中內(nèi)脂素水平較高，其內(nèi)脂素水平與BMI 并不相關(guān)，經(jīng)體育鍛煉和減肥手術(shù)導(dǎo)致的體重減輕可降低循環(huán)中內(nèi)脂素水平［12］。內(nèi)脂素還可誘導(dǎo)PPARγ、SREBP-2 等脂肪細(xì)胞分化關(guān)鍵因子表達(dá)增加，通過(guò)對(duì)HMG-CoA 的負(fù)反饋?zhàn)饔谜{(diào)節(jié)膽固醇平衡，從而改變血脂水平，促進(jìn)脂肪細(xì)胞分化［13］。

2.3 調(diào)節(jié)炎癥和免疫反應(yīng)作用使用共聚焦顯微鏡對(duì)脂肪組織和結(jié)腸黏膜下層檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，巨噬細(xì)胞也可產(chǎn)生內(nèi)脂素［14］，而巨噬細(xì)胞是參與炎癥反應(yīng)的主要細(xì)胞之一，從而推測(cè)內(nèi)脂素與炎癥及免疫細(xì)胞有著密切聯(lián)系。此外，還有研究顯示，內(nèi)脂素水平與IL-6、CRP水平呈正相關(guān)［12］，這也進(jìn)一步驗(yàn)證了內(nèi)脂素與炎癥相關(guān)因子密切相關(guān)。內(nèi)脂素表達(dá)降低會(huì)顯著影響T 淋巴細(xì)胞和B 淋巴細(xì)胞發(fā)育，表明內(nèi)脂素有利于免疫細(xì)胞生存［14］。

內(nèi)脂素主要通過(guò)激活NF-κB 來(lái)增強(qiáng)黏附分子和炎癥介質(zhì)的表達(dá)，引起內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙［15］。在人單核細(xì)胞中，內(nèi)脂素可以激活人白細(xì)胞，呈依賴性上調(diào)IL-1β、TNF-α 以及IL-6 水平，同時(shí)可誘導(dǎo)CD54、CD40 和CD80 的表達(dá)，從而進(jìn)一步激活T 淋巴細(xì)胞，通過(guò)和一些受體或特殊信號(hào)傳導(dǎo)途徑如PI3K 和MAPK（p38、MEKI 和JNK）誘導(dǎo)炎癥細(xì)胞因子產(chǎn)生［16］。有研究發(fā)現(xiàn)，內(nèi)脂素是THP-1 單核細(xì)胞中MMP-9 活性的有效誘導(dǎo)劑，可促進(jìn)外周血單核細(xì)胞IL-8和TNF-α的合成和釋放［17］。內(nèi)脂素對(duì)CD14＋單核細(xì)胞和CD19+B 細(xì)胞有著強(qiáng)趨化性，可激活A(yù)PC，上調(diào)共刺激分子表達(dá)，并刺激MLR 中增強(qiáng)的增殖反應(yīng)，從而調(diào)節(jié)和影響中樞免疫功能［16］。

3 內(nèi)脂素在AS 新骨形成中發(fā)病機(jī)制的研究

3.1 內(nèi)脂素對(duì)成骨細(xì)胞的激活作用AS經(jīng)歷了從炎癥、骨質(zhì)破壞、新骨形成到骨融合，最終導(dǎo)致脊柱僵硬一系列病理生理過(guò)程。有研究發(fā)現(xiàn)，具有前炎癥作用的內(nèi)脂素能促進(jìn)AS疾病進(jìn)程［18］，AS患者中內(nèi)脂素水平顯著高于健康對(duì)照組［19-20］。BARALIAKOS X等［21］通過(guò)對(duì)AS患者M(jìn)RI檢測(cè)和對(duì)脂肪病變信號(hào)的椎體邊緣進(jìn)行活檢，發(fā)現(xiàn)骨髓中存在脂肪、炎癥、纖維化和正常造血組織4 種不同成分，脂肪骨髓在AS 患者中占90.5%，隨后使用免疫熒光染色顯示，與炎性骨髓相比，脂肪病變區(qū)的成骨細(xì)胞活性高于破骨細(xì)胞，從而推測(cè)AS發(fā)生新骨形成的一個(gè)主要原因可能是該區(qū)域成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞之間的動(dòng)態(tài)平衡失調(diào)。而內(nèi)脂素對(duì)成骨細(xì)胞具有激活作用并誘導(dǎo)成骨細(xì)胞中IL-6 和單核細(xì)胞趨化蛋白1（Monocytechemotactic protein 1，MCP-1）的表達(dá)［22-23］，同時(shí)還可抑制早期信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)子的磷酸化，以抑制破骨細(xì)胞形成［24］。由此可認(rèn)為，內(nèi)脂素在AS新骨形成中起著不可或缺的作用。

3.2 內(nèi)脂素上調(diào)STAT3 和p38MAPK 的表達(dá)水平內(nèi)脂素可刺激單核細(xì)胞釋放IL-6，IL-6 上調(diào)STAT3表達(dá)水平，從而上調(diào)內(nèi)脂素的活性酶型，通過(guò)SIRT-1 和SIRT-6 刺激TNF-α 的釋放，引起慢性低度炎癥。內(nèi)脂素還可通過(guò)細(xì)胞表面受體β-1 整合素傳遞信號(hào)，上調(diào)并激活p38MAPK 和ERK1/2［25-26］，p38MAPK 可激活BMP 蛋白從而誘導(dǎo)軟骨內(nèi)骨形成［27］。此外，高濃度內(nèi)脂素降低了維持軟骨細(xì)胞表型所必需的因子表達(dá)，包括SOX9 和Ⅱ型膠原［26］。在對(duì)AS患者的關(guān)節(jié)內(nèi)肉芽組織進(jìn)行篩查時(shí)，發(fā)現(xiàn)了肥大的軟骨細(xì)胞，且軟骨下的肉芽組織攜帶成骨細(xì)胞，從而促進(jìn)新骨形成［28］。這表明在AS中內(nèi)脂素在軟骨水平上發(fā)揮炎癥和分解代謝功能，并可能在AS的病理生理學(xué)中起重要作用。

3.3 內(nèi)脂素對(duì)AS 脊柱影像學(xué)進(jìn)展的影響有研究對(duì)86例AS患者和25例年齡和性別匹配的健康對(duì)照者的內(nèi)脂素水平進(jìn)行基線測(cè)定時(shí)發(fā)現(xiàn)，AS患者血清中內(nèi)脂素水平明顯高于健康對(duì)照者，隨后又對(duì)2年后獲得的脊柱X線片進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)改良Stoke強(qiáng)直性脊柱炎脊椎評(píng)分惡化＞2 分的患者與未惡化的患者和有骨贅形成/進(jìn)展的患者相比，內(nèi)脂素的基線水平顯著升高，從而認(rèn)為基線時(shí)內(nèi)脂素水平升高可以預(yù)測(cè)AS 患者影像學(xué)損害的后續(xù)進(jìn)展［20］。隨后HULEJOVá H 等［19］通過(guò)對(duì)中軸型脊柱關(guān)節(jié)炎（Axial spondyloarthritis，axSpA）患者中內(nèi)脂素水平進(jìn)行測(cè)定，也表明內(nèi)脂素可能與疾病早期的活動(dòng)性和影像學(xué)脊柱受累程度有關(guān)，同時(shí)對(duì)于內(nèi)脂素在骨重建中發(fā)揮的作用也在該研究中得到支持，有脊柱損傷的患者內(nèi)脂素水平都較高，且內(nèi)脂素水平與脊柱反射學(xué)進(jìn)展呈正相關(guān)。相似的觀點(diǎn)MAKSYMOWYCH W P等［29］也曾報(bào)道過(guò)。對(duì)AS患者進(jìn)行MRI檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，在炎癥消退后出現(xiàn)新的“回填”組織，在T1W MRI序列中表現(xiàn)為高信號(hào)，該T1 高信號(hào)的出現(xiàn)先于骨形成［30］，由于T1 信號(hào)是由脂肪產(chǎn)生的，所以這種現(xiàn)象的產(chǎn)生可能與脂肪沉積有關(guān)。有研究也表明，在AS患者中骨髓的脂肪沉積陽(yáng)性率顯著高于非AS 患者［31］。這些研究都是通過(guò)影像學(xué)把炎癥病變與新骨形成聯(lián)系起來(lái)，從而為闡明AS的新骨形成機(jī)制提供了間接證據(jù)。

綜上所述，內(nèi)脂素作為一種新型脂肪因子，其通過(guò)對(duì)炎癥和免疫反應(yīng)的作用及其對(duì)成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞之間的調(diào)節(jié)在AS 的新骨形成中有著重要影響，尤其是在影像學(xué)方面，關(guān)于內(nèi)脂素對(duì)AS 新骨形成之間的聯(lián)系及影響有了較為肯定的結(jié)果，顯示出了重要的研究前景。盡管該研究現(xiàn)在已取得了一些進(jìn)展，但目前國(guó)內(nèi)相關(guān)報(bào)道相對(duì)較少，有關(guān)內(nèi)脂素參與AS 新骨形成的具體機(jī)制尚未完全清楚。探索內(nèi)脂素在AS新骨形成中的作用機(jī)制，內(nèi)脂素是否可能作為AS診療中疾病活動(dòng)的觀察指標(biāo)，以及能否成為AS治療的新靶點(diǎn)都值得我們進(jìn)一步探討。