TNF-α、白细胞介素等细胞因子在2型糖尿病及非酒精性脂肪性肝病中的作用

蔡凤，刘钜荣，范德美，沈静雪

（1.沈阳医学院内分泌专业2015级硕士研究生，辽宁 沈阳 110034；2.沈阳医学院内分泌专业2016级硕士研究生；3.沈阳医学院附属中心医院内分泌科）

随着人们饮食习惯的改变，2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus，T2DM）、非酒精性脂肪性肝病（non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD）等慢性疾病在人群中发病率逐渐增加。在内分泌科，这2种疾病常伴随出现，有研究发现，在T2DM患者中，NAFLD的检出率为75.18%［1］。二者之间的密切关系与其共同的发病机制相关。关于NAFLD的发病机制目前尚未完全清楚，被广泛认识与接受的是Day教授［2］1988年提出的“二次打击学说”，此学说可以概括为肝脏在胰岛素抵抗（IR）的作用下出现脂肪变性，在此基础上，肝脏在慢性氧化应激作用下出现肝脏损伤，而在此过程中，IR贯穿始终。而T2DM的发病特点是以IR为主伴胰岛素进行性分泌不足到以胰岛素进行性分泌不足为主伴IR，其发病机制也与IR相关［3］。随着对T2DM和NAFLD发病机制的深入研究，发现细胞因子在其中发挥重要作用。

1 肿瘤坏死因子-α（TNF-α）

TNF-α是主要由活化的单核-巨噬细胞分泌的一种小分子蛋白，具有免疫调节、抗感染、调节血管通透性等作用。大量研究表明，T2DM及NAFLD患者中TNF-α呈高表达，TNF-α通过改变组织对胰岛素的敏感性，造成IR，促进T2DM及NAFLD的发生发展，甚至可以进一步诱发肝脏的炎症坏死及纤维化［4-7］。TNF-α可通过多种方式降低胰岛素敏感性：TNF-α可诱导胰岛素受体底物-1（IRS-1）丝氨酸磷酸化，并将IRS-1转化为胰岛素受体酪氨酸激酶的抑制剂，从而干扰胰岛素信号通路，导致IR［8-9］；TNF-α可通过直接抑制脂肪细胞中脂联素mRNA的表达，使脂联素蛋白水平下降，从而降低胰岛素敏感性［10］；TNF-α能够有效激活核因子-κB（NF-κB）信号转导通路，而NF-κB信号转导通路的激活一方面可以正反馈促进TNF-α的产生，另一方面能够促进位于下丘脑的成人神经干细胞（NSCs）的耗竭及神经元分化受损，破坏其中枢代谢调节作用，加重IR进展［11］；TNF-α可通过增加p70 S6激酶、细胞外信号调节激酶-1/2和c-Jun NH2末端激酶的磷酸化水平，以及增加IRS-1的丝氨酸磷酸化水平和降低其酪氨酸磷酸化水平等，从而损害Akt底物160的磷酸化，影响了葡萄糖转运蛋白-4（GLUT-4）易位，抑制葡萄糖的摄取，诱发IR形成［12-13］。另外，有研究表明，TNF-α启动子区域的两个位点——-238与-308位点的基因多态性，可能导致TNF-α表达上调，从而促进NAFLD的发生发展［14-15］。

2 瘦素（Leptin）

瘦素是一种由脂肪细胞、乳腺上皮细胞、胎盘等分泌的细胞因子，通过与受体结合发挥其生理效应。目前认为，瘦素具有 ob-Ra、b、c、d、e、f 6种跨膜蛋白受体，广泛分布于下丘脑、脂肪组织、胰岛β细胞、甲状腺滤泡上皮细胞、胎盘等，因此瘦素具有多种多样的生理功能［16］。在下丘脑，瘦素通过与分布于下丘脑的ob-Rb受体结合，引起受体二聚化，并激活JAK/STAT信号通路，调节特定基因的表达，从而调节下丘脑的代谢中枢，进而调节能量摄取与消耗，抑制脂肪合成［17］。在骨骼肌细胞中，瘦素通过激活含有α2亚基的AMP激活蛋白激酶（AMPK）及改变该酶的亚细胞定位来刺激肌肉中的脂肪酸氧化，从而改善IR［18］。瘦素可通过瘦素-胰岛素轴下调胰岛素的分泌，其主要通过激活ATP敏感的钾离子通道、JAK-STAT信号转导机制，以及通过对胰升糖素样肽-1（GLP-1）等促胰岛素分泌激素的抑制作用来抑制胰岛素分泌，在IR及T2DM的发生发展过程中起积极作用［19］。此外，German 等［20］研究也证实，给予胰岛素缺乏小鼠生理剂量的瘦素，能够改善小鼠的IR。杨成伟等［21］进行动物实验，选取瘦素缺陷的小鼠作为T2DM模型，对其进行给予或不给予瘦素处理，并与正常组小鼠进行对照，测定其空腹血糖、肝功能等指标，结果表明瘦素在减轻小鼠体重、改善糖脂代谢、改善其肝功能等方面起积极作用。范彦等［22］检测了30例NAFLD患者及30例健康对照组患者的血清瘦素、空腹血糖及空腹胰岛素等的水平，结果表明，瘦素水平与IR及肝脂肪变程度呈正相关。对于上述结果，可能的原因是瘦素可促IR或肝脏存在瘦素抵抗现象［22］。目前关于瘦素对IR的作用以及瘦素抵抗机制等尚不完全清楚，还需要进一步深入研究。

3 脂联素

脂联素是一种内源性生物活性多肽或蛋白质，由脂肪组织分泌，在血浆中以多种形式存在，不同形式、不同分子量的脂联素通过不同的信号传导通路发挥不同的作用［23］，其作用与NAFLD、T2DM及动脉粥样硬化的发生密切相关［24］。关丽嫦等［25］通过检测NAFLD大鼠及健康对照组大鼠中脂联素的水平发现，NAFLD大鼠的血清脂联素水平明显降低，而IR指数HOMA-IR显著升高，肝脏脂肪变性程度和炎症活动也显著增高。这与其它研究结果［26-28］相一致。脂联素能够通过提高过氧化物酶体增殖激活受体（PPAR-α）mRNA的表达，抑制TNF-α的表达，此外，脂联素还能够抑制TNF-α诱导的NF-κB信号通路的激活，从而使TNF-α所致的炎症反应受到抑制［29］。在肝脏中，脂联素还可通过激活AMPK及PPAR-α通路，促进脂肪酸氧化并降低脂肪生成，增加胰岛素敏感性，改善IR［30］；此外，脂联素可以抑制巨噬细胞的吞噬作用及TNF-α的产生，进而抑制炎症反应的发生［31］。

4 白细胞介素

白细胞介素（IL）是一种由活化的B细胞、单核-巨噬细胞等多种细胞分泌的一种细胞因子，分为多种亚型，不同亚型的来源及功能各不相同，具有传递信息、激活与调节免疫、诱发炎症反应等作用，其发挥作用的过程多需要其它细胞、因子的参与。

4.1 白细胞介素-6 白细胞介素-6（IL-6）是白细胞介素的一种亚型，其基因位于第7号染色体上，它不仅可以作用于巨噬细胞、肝细胞等多种靶细胞，其生物学效应也十分复杂。闫红娟等［32］分别测定了60例T2DM患者及60例健康对照组体内IL-6、空腹胰岛素等水平，发现T2DM患者IL-6水平显著高于对照组，且IL-6水平与空腹胰岛素水平呈正相关，结果表明IL-6的水平可为T2DM的诊断提供依据。邢英等［33］检测了121例NAFLD患者的IL-6、HOMA-IR、空腹胰岛素等水平，并与健康者进行比较，发现NAFLD患者IL-6、HOMA-IR、空腹胰岛素水平均明显高于对照组，IL-6水平与HOMA-IR呈正相关，并且随NAFLD患者肝脏脂肪病变程度越重者，其体内IL-6水平也越高。IL-6可能通过影响胰岛素信号转导通路促进T2DM及NAFLD的发生与发展。细胞信号转导抑制因子3（SOCS3）具有抑制胰岛素受体及IRS-1磷酸化的功能，而IL-6可以诱导SOCS3蛋白的表达［34］，从而使IL-6通过上述途径抑制胰岛素受体及其底物磷酸化，进而抑制胰岛素信号的转导，促进IR的发生及发展［35］。而机体在发生IR后又可以反过来促进IL-6水平的升高，进而促进NAFLD的发生。IL-6还可下调GLUT-4的转录，从而抑制葡萄糖向细胞内的转运，进而影响胰岛素信号的转导，导致IR及高血糖的出现［36］。然而，也有研究证实，对于已发生脂肪变的肝细胞，IL-6可以通过下调其对缺血-再灌注损伤的敏感性，保护肝细胞免受氧化应激的损害，进而在一定程度上改善肝脏微循环而促进肝细胞再生［37］。

4.2 白细胞介素-8 白细胞介素-8（IL-8）主要由单核-巨噬细胞产生，其主要与中性粒细胞结合发挥作用，对于嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞及淋巴细胞等也有一定作用。在肝脏，中性粒细胞在与IL-8结合后，发生趋化、变形、脱颗粒等变化，在肝脏形成炎症反应的同时，其所释放的溶酶体可以造成肝细胞的直接损伤。周正平等［28］检测了172例NAFLD患者的细胞因子水平，发现IL-6、IL-8、TNF-α等细胞因子水平均明显高于健康体检者，且其水平高低与患者肝脏脂肪变程度呈正相关。任安义［38］研究发现，对于T2DM患者，其外周血IL-8水平对于合并糖尿病肾病的发生有较高的诊断价值，对其早期诊断及二级预防有一定意义。Joshi-Barve等［39］研究证明，肝脏细胞脂肪酸聚集可增加IL-8的表达，进而导致T细胞聚集、中性粒细胞活化和迁移，并与肝细胞上的粘附分子结合，随后释放活性氧（ROS）等毒性因子，促进炎症反应，造成肝损伤，表明IL-8可进一步促进NAFLD的进展。另外，有研究表明，IL-8参与糖尿病肾病的病理生理过程，其机制可能是，T2DM进展促进单核-巨噬细胞分泌IL-8，所分泌的IL-8通过促进中性粒细胞趋化、脱颗粒、释放溶酶体等机制加强炎症反应，促进T2DM及其并发症的进展［40-41］。

综上所述，TNF-α、瘦素、脂联素、IL-6及IL-8等5种细胞因子在T2DM及NAFLD发生发展中的发挥了一定的作用。然而，目前对这些细胞因子的作用机制及用途仍不十分了解，且部分因子（如IL-6）的作用目前仍存在争议。对细胞因子在T2DM及NAFLD发生发展中的作用机制的不断深入研究，可能为防治T2DM及NAFLD提供新的靶点与视角。

参考文献：

［1］Lu H，Zeng L，Liang B，et al.High prevalence of coronary heart disease in type 2 diabetes patients with non-alcoholic fatty liver disease［J］.Arch Med Res，2009，40（7）：571-575.

［2］Day CP，James OF.Steatohepatitis：a tale of two“hit”?［J］.Gastroenterology，1998，114（4）：842-845.

［3］葛均波，徐永健.内科学［M］.8版.北京：人民卫生出版社，2013，733.

［4］金世禄，屈冬冬.非酒精性脂肪肝患者血清TNF-α、IL-6水平变化及其与胰岛素抵抗的相关性［J］.实用临床医药杂志，2015，19（5）：48-50.

［5］沈静雪，刘宇，张盈妍.2型糖尿病合并非酒精性脂肪性肝病患者血清炎性因子水平的变化及意义［J］.山东医药，2015，55（37）：34-36.

［6］De Taeye BM，Novitskaya T，McGuinness OP，et al.Macrophage TNF-alpha contributes to insulin resistance and hepatic steatosis in diet-induced obesity［J］.Am J Physiol Endocrinol Metab，2007，293（3）： E713-E725.

［7］严栋梁，陈杰，葛创，等.川穹嗪对刀豆蛋白A诱导小鼠肝纤维化TNF-α、IL-6、IL-10表达的影响［J］.中国医学创新，2017，14（19）：19-22.

［8］Hotamisliqil GS，Peraldi P，Budavari A，et al.IRS-1-mediated inhibition of insulin receptor tyrosine kinase activity in TNF-alpha-and obesity-induced insulin resistance ［J］.Science，1996，271（5249）： 665-668.

［9］Aguirre V， Werner ED， Giraud J， et al.Phosphorylation of Ser307 in insulin receptor substrate-1 blocks interactions with the insulin receptor and inhibits insulin action［J］.J Biol Chem，2002，277（2）：1531-1537.

［10］李志刚，马康华.肿瘤坏死因子-α对脂肪细胞中脂联素表达的影响［J］.临床心血管病杂志，2007，23（5）：361-364.

［11］Li J，Tang Y，CaiD.IKKβ/NF-κB disrupts adult hypothalamic neural stem cells to mediate neurodegenerative machanism of dietary obesity and pre-diabetes［J］.Nat Cell Biol，2012，14（10）：999-1012.

［12］Plomgaard P，Bouzakri K，Krogh-Madsen R，et al.Tumor necrosis factor-alpha induces skeletal muscle insulin resistance in healthy human subjects via inhibition of AKT substrate 160 phosphorylation［J］.Diabetes，2005，54（10）：2939-2945.

［13］Bouzakri K， Zierath JR.MAP4K4 gene silencing in human skeletal muscle prevents tumor necrosis factor-α-induced insulin resistance［J］.J Biol Chem， 2007，282（11）：7783-7789.

［14］Hu ZW，Luo HB，Xu YM，etal.Tumor necrosis factor-alpha gene promoter polymorphisms in Chinese patients with nonalcoholic fatty liver disease［J］.Acta Gastroenterol Belg，2009，72（2）：215-221.

［15］Wang JK， Feng ZW， Li YC， et al.Association of tumor necrosis factor-α gene promoter polymorphism at sites-308 and-238 with nonalcoholic fatty liver disease：a meta-analysis［J］.J Gastroenterol Hepatol，2012，27（4）：670-676.

［16］Wang MY， Zhou YT， Newgard CB， et al.A novel leptin receptor isoform in rat［J］.FEBS Lett，1996，392 （2）：87-90.

［17］Myers MG，Cowley MA，Münzberg H.Mechanisms of leptin action and leptin resistance［J］.Annu Rev Physiol，2008，70：537-556.

［18］Suzuki A，Okamato S，Lee S，et al.Leptin stimulates fatty acid oxidation and peroxisome proliferator-activated receptorα gene expression in mouse C2C12 myoblasts by changing the subcellular localization of the alpha2 form of AMP-activated protein kinase［J］.Mol Cell Biol，2007，27 （12）：4317-4327.

［19］Moon HS， Dalamaga M， Kim SY， et al.Leptin's role in lipodystrophic and nonlipodystrophic insulin-resistant and diabetic individuals［J］.Endocr Rev，2013，34 （3）：377-412.

［20］German JP，Wisse BE，Thaler JP，et al.Leptin deficiency causes insulin resistance induced by uncontrolled diabetes［J］.Diabetes，2010，59（7）：1626-1634.

［21］杨成伟，王取南，陈可洋.瘦素改善2型糖尿病ob/ob小鼠糖和脂质代谢作用机制的探讨［J］.中华疾病控制杂志，2016，20（9）：940-944.

［22］范彦，黄晓东，张恒，等.非酒精性脂肪肝病患者血清瘦素及可溶性瘦素受体的变化［J］.临床荟萃，2009，24（7）：584-586.

［23］Tsao TS，Tomas E，Murrey HE， et al.Role of disulfide bonds in Acrp30/adiponectin structure and signaling specificity.Different oligomers activate different signal transduction pathways［J］.J Biol Chem， 2003，278（50）：50810-50817.

［24］王述进，左红，冯佳，等.2型糖尿病和非酒精性脂肪肝与脂肪细胞因子的相关性［J］.中华老年多器官疾病杂志，2012，11（7）：488-492.

［25］关丽嫦，高慧亭，徐丽姝.脂联素和JNK1在非酒精性脂肪肝大鼠中的作用及机制［J］.实用医学杂志，2015，31（12）：1915-1917.

［26］王遂军，贾伟平，包玉倩，等.血清脂联素与肥胖的关系［J］.中华内分泌代谢杂志，2005，21（1）：36-38.

［27］吕志坚.非酒精性脂肪性肝病肥胖患儿瘦素与脂联素水平变化［J］.当代医学，2015，21（26）：47-48.

［28］周正平，陈莉.非酒精性脂肪肝患者细胞因子水平及临床意义［J］.现代仪器与医疗，2017，23（1）：87-88，97.

［29］Masaki T， Chiba S， Tatsukawa H， et al.Adiponectin protects LPS-induced liver injury through modulation of TNF-α in KK-Ay obesemice［J］.Hepatplogy，2004，40：177-184.

［30］Polyzos SA， Kountouras J， Zavos C， et al.The role of adiponectin in the pathogenesis and treatment of non-alcoholic fatty liver disease［J］.Diabetes Obes Metab， 2010，12 （5）：365-383.

［31］Yokota T，Oritani K，Takahashi I， et al.Adiponectin， a new member of the family of soluble defense collagens，negatively regulates the growth of myelomonocytic progenitors and the functions of macrophages［J］.Blood，2000，96 （5）：1723-1732.

［32］闫红娟，陈涛.C反应蛋白、肿瘤坏死因子、白细胞介素及胰岛素样生长因子检测在2型糖尿病患者中的意义［J］.国际检验医学杂志，2017，38（3）：344-346.

［33］邢英，郑嵘炅，李雅丽，等.白细胞介素-6、肿瘤坏死因子-α在非酒精性脂肪肝中的水平变化及与HOMA-IR关系分析［J］.现代中西医结合杂志，2017，26（9）：932-935.

［34］Farrell GC.Signalling links in the liver： knitting SOCS with fat and inflammation［J］.J Hepatol， 2005，43（1）：193-196.

［35］Yaspelkis BB 3rd，Kvasha IA， Figueroa TY.High-fat feeding increases insulin receptor and IRS-1 coimmunoprecipitation with SOCS-3，IKKalpha/beta phosphorylattion and decreases PI-3 kinase activity in muscle［J］.Am J Physiol Regul Integr and Comp Physiol， 2009，296（6）：R1709-R1715.

［36］Rotter V，Nagaev I，Smith U.Interleukin-6（IL-6） induces insulin resistance in 3T3-l1 adipocytes an is，like IL-8 and tumor necrosis factor-alpha，overexpressed in human fat cells from insulin-resistant subjects［J］.J Biol Chem，2003，278（46）：45777-45784.

［37］Hong F，Radacin S，Pan HN，et al.Interleukin 6 alleviates hepatie steatesis and inchemia/reperfusion injury in mice with fatty liverdisease［J］.Hepatology，2004，40（4）：933-941.

［38］任安义.HCY、CysC及IL-8对糖尿病肾病早期诊断的意义［J］.国际检验医学杂志，2017，38（10）：1432-1433.

［39］Joshi-Barve S，Barve SS，Amancherla K，et al.Palmitic acid induces production of proinflammatory cytokine interleukin-8 from hepatocytes［J］.Hepatology，2007，46（3）：823-830.

［40］杨庆玲.血清CRP、TNF-α、IL-6和IL-8水平在2型糖尿病肾病患者中的变化及临床意义［J］.中国医药指南，2011，9（31）：252-253.

［41］Tashiro K， Koyanagi I， Saitoh A， et al.Urinary levels of monocyte chemoattractant protein-1（MCP-1）and interleukin-8 （IL-8），and renal injuries in patients with type 2 diabetic nephropathy［J］.J Clin Lab Anal，2002，16（1）：1-4.