Ghrelin与炎症性疾病的研究进展＊

刘 聪 综述，李 蓉审校

（第三军医大学预防医学院全军复合伤研究所／创伤、烧伤与复合伤国家重点实验室／重庆市纳米医药工程技术研究中心 400030）

自Ghrelin在1999年最终被日本科学家Kojima等用免疫组织化学的方法从大鼠胃组织中提取出来以来，各国科学家对Ghrelin已进行了深入而广泛的研究，其结构和生理功能得到了更多阐释并在临床某些疾病的治疗中发挥了一定作用。如肥胖症、厌食症、糖尿病、消化系统及心血管系统疾病等，其中与炎症性疾病的关系最为密切，故本文拟从该角度作一综述。

1 Ghrelin概述

Ghrelin是一种内源性脑肠肽，主要由胃底部X／A样细胞分泌，由于可调节食欲故又名“胃饥饿素”。成熟的Ghrelin由26～28个氨基酸组成：在哺乳动物中含28个氨基酸，此类氨基酸序列高度保守并具有多种生物学功能；而在鸟类、两栖类及鱼类中其长度稍有不同，但与前者相比有着相似的生理作用［1］。Ghrelin包含去辛酰化和辛酰化两种结构形式，后者是在酰基转移酶（ghrelin－O－acyl transferase，GOAT）的作用下于N端第3位丝氨酸残基上进行辛酰化而形成的，是其发挥众多生物学效应的主要结构。血循环中，辛酰化和去辛酰化Ghrelin的比例约为10%～20%，且在体内某些降解酶类的作用下，二者含量可在数分钟内发生改变，因此Ghrelin在体内发挥作用的有效半衰期较短，故在Ghrelin作为治疗措施时应充分考虑此问题［2］。Ghrelin主要由胃分泌，但也见于十二指肠、空肠、回肠及结肠，含量依次递减；部分器官如下丘脑、胰腺等和某些免疫细胞也可见分泌，因此分布较为广泛［1－3］。Ghrelin作用的发挥有赖于与其受体GHSR－1a（growth hormone secreta－gogues receptor－1a）的结合。GHSR－1a属于G蛋白偶联受体，主要分布于下丘脑、垂体和海马，也可见于免疫细胞［3］。辛酰化的Ghrelin进入中枢神经系统并与GHSR－1a结合除可刺激生长激素（growth hormone，GH）分泌外，还可调节神经系统的活性进而发挥一系列的生物学作用；而去辛酰化的Ghrelin并不与该类受体结合，但也有促进食欲的作用，其机制和生理意义有待于更多研究阐明。

2 Ghrelin与炎症性疾病

2.1 Ghrelin与脓毒症 脓毒症可由多种病因引起，主要表现为血液中炎性介质的持续高浓度存在，重者可导致多器官功能衰竭而危及生命。Chang等［4］通过建立大鼠内毒素休克模型并使用Ghrelin治疗发现：早期和晚期治疗均可显著提高大鼠血清葡萄糖浓度并降低乳酸盐浓度，维持血压稳定并降低病死率；其中早期治疗避免了心肌中ATP含量的过度降低，从而保护心功能而抵抗休克。体外实验也发现内毒素（lipopolysaccharides，LPS）可促进胃黏膜分泌Ghrelin，与外源性Ghrelin一起可共同发挥抗休克作用。此研究与Wu等［5］的研究结果共同说明了在脓毒症中Ghrelin可维持心血管系统的稳定，具有治疗意义。Ghrelin也可治疗由脓毒症引起的继发性脑损伤、肺损伤、胃肠道功能紊乱和急性肾衰，防止多器官功能衰竭的发生［6－9］。在脓毒症所致脑病模型中，Ghrelin可上调抗凋亡蛋白Bcl－2（B cell lymphoma／leukmia－2）的表达并降低caspase－3的表达，提高神经细胞活性而阻碍凋亡，从而改善大脑认知功能；在急性肺损伤中，Ghrelin可减轻肺水肿、肺血管充血、肺间隔增厚及中性粒细胞浸润，可能与其抑制了核苷酸结合寡聚域（nucleotide－binding oligomerization domain 2，NOD2）mRNA的表达及其下游 NF－κB（nuclear factor kappa B，NF－κB）的激活，从而降低肺组织中炎性介质TNF－α、IL－6的水平有关；脓毒症可导致肠道功能受损，肠道通透性增加，菌群移位增加。高迁移率族蛋白B1（high mobility group box 1，HMGB1）可增加肠道通透性，而Ghrelin可抑制LPS所致肠功能损伤中HMGB1的过度释放，抑制通透性过度增加，减少菌群移位。此外有研究发现，Ghrelin还具有提高细菌清除率和杀菌的作用，因此Ghrelin可能还是一种抗菌肽，这对脓毒症的控制非常有利［10］；在急性肾损伤中，Ghrelin不仅可降低血液中NO及诱导NO合酶（iNOS）水平，还可防止肾小球滤过率和肾血流量下降而不影响平均动脉压。其次可抑制LPS所致肾组织中TNF－α的过度表达，从而发挥肾保护作用。当然，Ghrelin对器官最基本的保护作用是增加器官组织血流灌注。Wu等［11］通过盲肠穿刺结扎（cecal ligation and puncture，CLP）建立了LPS所致大鼠脓毒症模型，并于5h后静脉持续15h输注Ghrelin进行治疗发现：血循环总外周阻力降低，心搏量、心输出量增加，肝、肾及小肠等器官血流灌注量增加。其机制可能是与 Ghrelin下调内皮素－1（endothelin－1，ET－1），抑制血管内皮细胞内NF－κB激活而减少促炎介质的分泌有关。

Ghrelin在脓毒症中的治疗作用最基本也是最重要的分子机制是对炎性介质的调节。辛酰化的Ghrelin可与外周效应细胞（如血管内皮细胞）上的相应受体（GHSR－1a）结合，部分减少促炎介质表达，但抗炎作用非常有限。在正常情况下，辛酰化的Ghrelin只有极少量能够透过血脑屏障并与存在于下丘脑等处的受体结合，主要调节食欲；而在脓毒症所致血脑屏障受损的情况下，Ghrelin的透过量可大大增加。此时使用Ghrelin治疗可明显影响植物神经系统兴奋性：抑制由脓毒症所导致的交感神经的过度活化（应激）和提高迷走神经的兴奋性，进而减少糖皮质激素及儿茶酚胺的过度释放，促进乙酰胆碱释放（保证迷走神经完整性的前提下），最终发挥抗炎作用和保护机体的功能［12］。该机制可概括为中枢性调节交感神经系统和迷走神经系统功能的再平衡。

2.2 Ghrelin与消化系统炎性疾病 Ghrelin大部分起源于胃肠道，胃肠道疾病可降低Ghrelin在组织和循环中的水平，而反过来Ghrelin也可对某些胃肠道疾病，如胃肠动力障碍、肠易激综合征和胃肠道肿瘤等具有诊断或治疗价值［13］。幽门螺杆菌（helicobacter pylori，HP）感染是慢性活动性胃炎及一系列胃及十二指肠疾病的重要病因。Gokcel等［14］通过对39例HP阳性感染者和阴性感染者血浆中Ghrelin水平进行比较分析发现，HP感染对血浆Ghrelin水平并没有影响。在对胃部炎症的研究中，Choi等［15］发现Ghrelin和瘦素可对胃部炎症产生影响；血浆高清蛋白水平可减少Ghrelin表达，反之则表达增加，该调节作用在HP感染后消失。比较重要的是，Choi还发现Ghrelin可使HP感染后细胞外信号调节激酶（extracellular signal－regulated kinase，ERK）不被激活和 NF－κB的 DNA结合能力下降，从而减轻HP的炎性刺激，赋予胃抵御外来损伤的能力而发挥胃保护作用。

Ghrelin也有望用于炎症性肠病（inflammatory bowel disease，IBD）的治疗。IBD主要表现为肠道黏膜的暴露损伤和局部炎症的迁延不愈，影响肠道的消化吸收等功能。目前，临床治疗集中于使用类固醇激素、免疫调节剂及饮食调节等方法来控制炎症发展和补充机体能量。动物实验发现Ghrelin可改善IBD炎症状态，并促进病变上皮的修复，其机制可能是［16－17］：（1）减轻局部炎症和系统性炎症；（2）促进生长激素（growth hormone，GH）及胰岛素样生长因子（insulin－like growth factor－1，IGF－1）释放，使进食量增加；（3）促进肠道运动；（4）增加 NO和PGE2（prostaglandin E2）释放，肠道供血增多。但其具体机制如何还需要更多研究证实。

肝损伤可引起肝脏的炎症及纤维化。在CCl4所致大鼠急性肝损伤模型中，采取Ghrelin预防治疗可降低肝组织丙二醛（malondialdehyde，MDA）和血浆NO水平，并提高肝组织中超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、过氧化氢酶（catalase，CAT）和谷胱甘肽过氧化物酶（glutathion peroxidase，GPx）含量。故在发挥抗氧化作用的同时减轻肝组织的病理损伤，防止肝脏发生炎性损伤［18］。此外在胆管结扎所致肝脏慢性损伤及炎症的大鼠模型中，Ghrelin可减少肝细胞凋亡并降低促炎因子水平，阻碍肝纤维化；在慢性丙型肝炎患者中，Ghrelin基因多态性会干扰肝纤维化进展，因此有望用于肝脏的抗纤维化治疗［19］。Ghrelin对急性胰腺炎也具有治疗作用。Ghrelin通过抑制胰腺组织中NF－κB的表达，从而降低急性胰腺炎动物血清中炎性介质 TNF－α，IL－1β和IL－6水平，还可通过增加胰腺供血、促进胰腺细胞增殖来共同减轻胰腺的病理损伤［20－21］；Ghrelin也可减轻由其引起的肝、肺急性损伤，主要机制是降低NF－κB活性、减少中性粒细胞浸润和P物质（substance P）释放［20－22］。

2.3 Ghrelin与呼吸、泌尿系统炎性疾病 慢性呼吸道感染的主要特征是呼吸道中性粒细胞的持续性浸润，这与其引起的炎症与肺功能的恶化密切相关。Tsuyoshi等［23］对7例合并有慢性呼吸道感染的恶病质患者进行了为期3周的Ghrelin治疗，结果患者痰中中性粒细胞密度、去甲肾上腺素和炎性介质浓度得到降低，血清蛋白、体质量和运动耐量均有所增加，并指出Ghrelin可用于合并有慢性呼吸道感染的肺部疾病的支持治疗。对于急性肺损伤，Yoshifumi等［24］建立了由博来霉素诱导的小鼠急性肺损伤模型，并采取Ghrelin进行治疗。通过研究发现，Ghrelin救治组与对照组相比，前者食欲增强、体质量增加，总病死率下降；肺泡腔中性粒细胞浸润减少，肺血管通透性降低，支气管肺泡灌洗液中炎性因子减少；同时肺泡上皮细胞凋亡减少、肺纤维化程度降低；病理切片证实肺组织损伤程度明显减轻。因此，Ghrelin可遏制急性肺损伤病情恶化。鉴于上述Ghrelin在肺部疾病中的治疗作用，Ghrelin也有可能对以慢性肺部感染、恶病质为主要特征的慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）起效［25］。

由于慢性感染是慢性肾脏疾病（chronic kidney diseases，CKD）的重要病因，而CKD的主要表现之一是恶病质，基于Ghrelin的抗炎和代谢调节作用，其在此类疾病的治疗中也占有一席之地。

2.4 Ghrelin与其他系统炎性疾病 Gonzalez－Rey等［26］在探索Ghrelin对结肠炎小鼠的治疗作用中指出，Ghrelin可通过调节一系列的炎性介质来下调Th1细胞起源的自身免疫反应而起到治疗效果，因此Ghrelin可用于脑脊髓多发性硬化和风湿性关节炎的治疗。在小鼠自身免疫性脑脊髓炎模型（多发性硬化的典型模型）中，Ghrelin治疗（5μg·kg－1·d－1，连续皮下注射35d）可减轻该病的严重程度，其主要机制是降低了脑脊髓小胶质细胞中炎性介质 TNF－α、IL－6及IL－1βmRNA 的表达；而且在体外Ghrelin也可抑制由LPS处理的巨噬细胞和小胶质细胞分泌过多的炎性介质，因此Ghrelin对该病的治疗作用依赖其与该类细胞上GHSR－1a受体相结合，而可能与其神经调节作用无关［27］。慢性关节炎主要表现为受累关节的浸润性炎症和关节畸形。有研究发现，Ghrelin受体激动剂（growth hormone－releasing peptide－2，GHRP－2）可减少关节炎大鼠的关节炎评分和足趾体积，下调血清中IL－6水平，从而减轻关节炎症状。其机制也可能与GHRP－2作用于相关免疫细胞从而实现其抗炎作用有关。关节炎可引起的另外一个病征是关节畸形，由关节周围骨骼肌病变引起。有学者指出关节炎可导致周围骨骼肌中 MuRF1（muscle－specific ubiquitin ligases muscle ringfinger 1）、MAFbx（muscle atrophy F－box）、TNF－α、IGF－Ⅰ和IGFBP－5（IGF－binding protein－5）mRNA 表达增加，从而促进骨骼肌通过“泛素－蛋白酶体水解途径”而实现分解代谢。而GHRP－2可抑制 MuRF1、MAFbx、TNF－α和IGFBP－5mRNA增加，因此GHRP－2可阻碍关节炎时骨骼肌的分解代谢，减轻关节炎症状。Ghrelin在系统性红斑狼疮（systemic lupus erythematosus，SLE）中含量较低，尤其在合并有关节炎或血液系统异常的情况下，说明其在SLE中的作用非常重要，是否对SLE有治疗效果还需大量临床研究证实。

3 结 语

Ghrelin治疗作用的发挥有赖于与其受体相结合。因该受体广泛分布于中枢神经系统和外周器官组织，故其作用亦非常广泛：抗炎作用的发挥一是作用于中枢交感／迷走神经系统并调节其兴奋性，二是作用于外周靶细胞（如血管内皮细胞和免疫细胞等）并调节相关炎性介质水平，进而影响疾病进程。目前关于Ghrelin的研究大都限于动物水平，对其发挥作用的某些机制也未完全认识清楚，甚至存在分歧，而且在各类疾病中其最佳给药剂量、途径和时间等尚待明确，但鉴于Ghrelin安全、方便、有效的特点，有望在临床得到更多研究和广泛应用。

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