乳脂球表皮生长因子8在急性胰腺炎中的作用研究进展

韩明，周军，雷霆

（1.陕西中医药大学第一临床医学院中西医临床医学系，陕西咸阳712046；2.陕西中医药大学附属医院普通外科，陕西 咸阳712046）

急性胰腺炎（acute pancreatitis，AP）是一种以自噬失调、过度炎症反应和微循环功能障碍为特征的疾病，也是临床上一种常见的急腹症，发病率在逐年不断上升，显著增加了其对医疗服务的负担[1]。其主要病因包括胆道相关疾病如胆石症、大量的酒精摄入、代谢性疾病如高脂血症和高钙血症等[2-3]。虽然大部分情况下轻型AP 是一种自限性疾病，但近30%的患者会进展为重症急性胰腺炎（severe acute pancreatitis，SAP），伴发胰腺感染坏死，肠屏障功能障碍和细菌移位[4]，病情严重时出现脓毒血症和多器官功能衰竭（multiple organ dysfunction syndrome，MODS），病死率高达20%[5]。随着对AP 的深入研究，近年来对AP 的发病机制及病理生理有了更多的理解，但目前尚没有针对AP 治疗的特效靶向药物，临床治疗仍存在很大的局限性[6]。乳脂球表皮生长因子8（milk fat globule epidermal growth factor 8，MFG-E8）是一种外周糖蛋白，具有抗自身免疫性和炎性疾病等多种生物活性[7]。研究[8]显示MFG-E8 参与AP 的病理生理过程，可能是AP 的内源性保护介质。本文就MFG-E8 的结构功能及其在AP 中的作用机制，同时以MFG-E8为靶点进行AP 治疗的相关文献作一综述，为今后AP 的临床诊治提供新的切入点。

1 MFG-E8的结构和功能

MFG-E8 也称乳糖酶、乳凝集素，是由乳腺上皮细胞、活化的巨噬细胞分泌的一种亲脂性抗炎糖蛋白[9]，在1990年首次被发现其位于乳腺导管的乳汁脂肪球膜上[10]，后由Collins 等[11]证实其位于人体的15 号染色体上，具体为15q25 即2 区5 带。MFG-E8 的N 末端包含2 个重复序列的表皮生长因子样（EGF）结构域，在其第二个EGF 中有一个能够与细胞膜表面的整联蛋白二聚体结合的精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（RGD）整合素序列，促进整合素受体αvβ3/5 相关信号转导和细胞间的黏附、增殖和凋亡。在其C 末端为两个酪氨酸激酶受体F5/8C 结构域，与动物凝集素和凝血因子V 和VIII 的C2 结构域具有同源性，其能够特异性结合细胞膜表面的磷脂双层，有利于MFG-E8 黏附到细胞膜上[12-13]。MFG-E8 作为凋亡细胞和吞噬细胞之间的桥梁分子，标记它们并进行定向清除。凋亡细胞膜上的磷脂酰丝氨酸（phosphatidyl serine，PS）能够被MFG-E8 特异性结合，而MFG-E8 对PS 结合位点的竞争能够调节固有的凝血级联，延长凝血酶原时间， 参与血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）依赖性新生血管的形成以及肠细胞迁移和肠修复[14]。鉴于MFG-E8 的多种生物学功能，目前研究发现MFG-E8 在多种疾病中发挥重要的作用，包括脓毒症[15]、帕金森病[16]、动脉粥样硬化[17]、肝细胞肝癌[18]、败血症[19]、骨关节炎[20]等。

2 MFG-E8在AP发生、发展中的作用机制

MFG-E8 在动物和人体内广泛分布，包括乳腺、肝脏、胰腺、肠道、乳腺上皮细胞、血管内皮细胞、小肠固有层的单核细胞、表皮角质细胞、未成熟的树突状细胞等[21-22]。目前研究[23-24]发现MFG-E8 对急慢性胰腺炎均有一定的治疗作用。同时有研究[25-26]证实，中药甘遂和郭清胰汤通过恢复肠黏膜屏障中MFG-E8 的水平作为评估SAP 治疗的效果。因此MFG-E8 可能作为评价AP 治疗有效性的潜在生物标志物。

2.1 减轻胰腺腺泡细胞损伤

研究发现在蛙皮素诱导的小鼠AP 模型中，AP急性期MFG-E8 主要在胰腺导管上皮细胞中持续表达，而在AP 恢复期时主要在胰腺腺泡细胞和血管内皮细胞中表达，且MFG-E8 的表达水平与AP 的严重程度呈负相关，即病情越重MFG-E8 的表达水平越低[8,23]。在蛙皮素、脂多糖和左旋精氨酸诱导的AP 小鼠模型中发现，MFG-E8 缺乏的AP 小鼠会经历过度的氧化应激反应，胰腺损伤更严重，腺泡细胞再生受损且坏死增加，同时线粒体出现功能障碍，而给予重组MFG-E8（rmMFG-E8）治疗后明显减轻了AP 模型小鼠胰腺损伤，改善其胰腺结构，恢复胰腺腺泡的再生和线粒体功能，并清除坏死的腺泡，同时降低血清淀粉酶、脂肪酶，显著提高AP 模型小鼠的存活率[23]，然而其具体机制尚不清楚。此外rmMFG-E8 通过抑制内质网应激诱导的分子伴侣介导的自噬，阻止胰腺星状细胞激活，从而减轻胰腺纤维化，治疗慢性胰腺炎[24]。

2.2 抑制炎症反应

在AP 的炎症进展过程中，促炎细胞因子和趋化因子驱动炎症级联程度，而促炎细胞因子的释放决定AP 的炎症程度，因此减少炎症因子的释放是治疗AP 的关键环节。研究[27]发现MFG-E8 是一种直接的抗炎分子，可以减轻炎症反应和组织损伤。MFG-E8 通过凋亡细胞上的PS 和巨噬细胞上的αvβ 3/5 整合素之间形成的桥梁来增强巨噬细胞的吞噬作用，这种清除功能避免凋亡细胞释放大量炎症介质，从而能够增加其抗炎特性，同时在生理上有助于维持宿主免疫系统[28]。此外，MFG-E8 介导的凋亡细胞吞噬作用抑制核因子κB （NF-κB）、MAPK、p38 和STAT-3 信号通路，下调炎症反应，同时调节细胞内ERK1/2 和JNK 信号，促进巨噬细胞重编程，以减少促炎细胞因子的产生[29-31]。Toll样受体4（TLR4）是免疫系统细胞表达的跨膜信号转导蛋白，识别病原体相关分子模式并激活信号通路，启动针对病原体的免疫和炎症反应。Matsuda 等[32]发现MFG-E8 能够介导TLR4 信号调节而改善脓毒症，降低巨噬细胞中白介素6（IL-6）和IL-1β 水平，下调肿瘤坏死因子α（TNF-α），从而减轻炎症反应。在脓毒症中，中性粒细胞通过内皮细胞和基质过度迁移到炎症部位会导致组织器官损伤，而涉及到整合素结合的中性粒细胞黏附在此过程中发挥重要作用。研究显示MFG-E8 衍生的短肽68（MSP68）对中性粒细胞黏附纤连蛋白和内皮细胞有很强的抑制作用，能够阻碍中性粒细胞黏附，减少中性粒细胞浸润，同时不影响其氧化功能[33]。Bu 等[8]研究发现rmMFG-E8 能够减少AP 小鼠模型的胰腺炎性细胞浸润，并改善胰腺水肿、 坏死的程度。 此外在炎症性肠病（inflammatory bowel disease，IBD）小鼠模型中给予rmMFG-E8 治疗后发现，结肠中促炎细胞因子和趋化因子的表达减少、中性粒细胞浸润和凋亡细胞的计数也显著减少，同时结肠黏膜下水肿和肌层黏膜肥大也明显减轻。提示MFG-E8 促进结肠炎中凋亡细胞清除，减少肠道组织炎症[34]。而减轻肠道炎症，保护肠黏膜屏障功能是缓解AP 的重要举措。因此，MFG-E8 可能通过复杂的机制促进胰腺炎症损伤的恢复。

2.3 恢复线粒体功能

线粒体调控细胞凋亡和氧化应激反应，维持细胞内Ca+稳态，当其损伤时会导致细胞能量代谢障碍、线粒体膜通透性改变、细胞内Ca+超载、自噬受损等，最终介导胰腺腺泡细胞坏死和凋亡[35-37]，所以线粒体功能障碍是介导AP 发生发展的关键环节。线粒体生物发生、融合和分裂是保证健康线粒体动力学的重要环节，其中过氧化物酶体增殖物激活受体γ 辅助活化因子1 （peroxisome proliferator-activated receptor γ coactivator-1α，PGC-1α）和线粒体转录因子 A （transcription factor A mitochondrial，TFAM）是线粒体生物发生的重要调节因子，线粒体融合蛋白2（mitofusion-2，MFN-2）调节线粒体融合， 线粒体动力相关蛋白1（dynamin-related protein1，Drp1）和线粒体分裂蛋白1（mitochondrial fission protein 1，Fis1）两者共同调控线粒体分裂，它们对维持线粒体的正常功能至关重要[38-39]。Ren 等[23]在其研究中发现，左旋精氨酸诱导的AP 小鼠模型中，胰腺中线粒体产生的ATP水平明显降低，免疫组织化学染色和免疫印迹分析显示TFAM、MFN-2 和PGC-1α 在AP 小鼠中模型中下调，而Drp1 和Fis1 在诱导AP 后上调，给予MFG-E8 治疗后，线粒体ATP 水平恢复到94.7%，同时PGC-1α、TFAM 和MFN-2 水平明显增加，且Drp1 和Fis1 的表达降低。

线粒体功能障碍会导致细胞出现过度的氧化应激反应，而丙二醛（malondialdehyde，MDA）是脂质过氧化的终产物，能够影响线粒体内的关键酶活性及呼吸链复合物，其含量的变化间接反应细胞的损伤程度，而超氧化物歧化酶（superoxide dismutase， SOD）、铁还原抗氧化能力（ferric reducing antioxidant power，FRAP） 和NADH脱氢酶代表细胞的抗氧化能力，当其水平降低时提示线粒体可能存在损伤。在AP 动物模型的小鼠胰腺中发现，MDA 水平显著增加，而SOD、FRAP 和DADH 脱氢酶活性降低，经MFG-E8 治疗后DADH脱氢酶的活性几乎恢复正常水平，同时降低了AP小鼠的丙二醛含量，增加了SOD 和FRAP。AP 还与磷酸化黏着斑激酶（FAK） 和转录激活因子3（STAT3）的水平降低有关，而给予rmMFG-E8 治疗将磷酸化FAK 和STAT3 的水平提高到正常水平，因此给予MFG-E8 可能通过激活整合素-FAK-STAT3信号通路来恢复线粒体功能[23]。综上所述，MFG-E8治疗改善了线粒体生物发生，增加了线粒体融合并抑制了AP 中的线粒体裂隙，最终修复线粒体的结构和功能，从而减轻细胞中的过度氧化应激反应，防止AP 进展。然而目前关于MFG-E8 在线粒体中的其他具体作用机制研究尚少，深入研究MFG-E8 对线粒体的作用机制对AP 的治疗具有巨大的潜力。

2.4 修复肠黏膜屏障

肠黏膜屏障功能障碍是目前AP 研究的热点，其在AP 中的治疗引起极大地重视。AP 发病初期，胰蛋白酶释放引起胰腺自身消化，此过程虽是无菌性炎症，但容易导致胰腺出血坏死，胰腺坏死后促使巨噬细胞诱导NF-κB 易位，产生炎性因子诱发炎症反应，从而导致肠黏膜屏障受损[40]。肠黏膜屏障功能障碍后会出现肠道菌群移位，肠道内毒素释放，导致机体的组织器官暴露于肠道释放的毒素和微生物，当这些病原体进入血液循环，容易诱发全身炎症反应综合征 （systemic inflammatory response syndrome，SIRS），最终演变为与SAP 相关的MODS 和严重的病死率。

在肠黏膜屏障衰竭的病理条件下，保持和重建完整的肠内膜需要通过来自隐窝的肠干细胞来修复受损的肠细胞，而肠细胞沿隐窝-绒毛轴的迁移对损伤的肠内膜恢复及肠内环境的稳定具有重要作用。研究[41]发现MFG-E8 基因缺失会导致小鼠肠道局部黏膜损伤，肠上皮细胞沿隐窝-绒毛轴迁移减慢，在给予rmMFG-E8 治疗后情况明显改善。而且MFG-E8 可通过与受损肠上皮细胞上的PS 结合来加速肠黏膜愈合，所以MFG-E8 可能是保持肠道黏膜完整性和增强肠细胞迁移的关键因素，在受损肠黏膜的愈合过程中对组织再生起着重要作用。此外亦有研究显示MFG-E8 能够维持肠上皮稳态、加速肠道恢复[21]。然而最新的一项研究表明，MFG-E8 同源物抑制肠上皮细胞的迁移，而MFG-E8对肠细胞的保护作用可能更多地是通过对吞噬功能的增强和炎性磷脂酶活性的抑制[42]。因此MFGE8 对肠黏膜屏障保护作用的具体机制还有待深入挖掘。

2.4.1 减少肠道菌群移位细菌移位通常被被定义为存在于肠道内的细菌穿过肠上皮黏膜向肠外无菌环境的移位，并在不同部位作为脓毒症的来源[43]。发生SAP 时，肠黏膜屏障功能受损，肠上皮黏膜通透性增加，有利于肠道细菌的移位。Li 等[44]采用16S 核糖体DNA 分子技术，检测AP 患者中出现菌血症的情况，在其采集的48 位AP 患者外周血中，68.8%的AP 患者外周血检测到细菌DNA，且其中60.4%的患者外周血出现微生物菌群，而这些移位的细菌来自于肠道，包含大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、粪球菌、志贺菌属、假单胞菌等。说明肠道菌群移位是AP 患者全身感染的重要因素，且与AP 的严重并发症密切相关。而且研究发现，引起胰腺出现感染坏死的肠道细菌可能主要来源于小肠，因为结肠的细菌移位远不如小肠频繁[45-46]。

研究[47]显示MFG-E8 能够抑制肠道病原体的传播，对胃肠炎有保护作用。Wu 等[48]在其实验研究中发现，肠道缺血再灌注小鼠模型中细菌移位广泛，而用rmMFG-E8 治疗后发现，肠道中的细菌向肠系膜淋巴结转移的数量明显减少，提示MFG-E8抑制细菌移位的发展扩散。此外，MSP68 也能够减少脓毒症中肠道细菌移位[33]。为了防止SAP 时肠道细菌移位，有研究报道使用益生菌能够影响肠道微生物群，减轻胰腺感染坏死[49]。然而在一项多中心随机对照试验[50]发现，接受益生菌治疗后的SAP 患者发生非闭塞性肠系膜缺血的可能性及病死率明显增加。因此应用益生菌治疗SAP 的优劣性还需深入研究。综上所述，MFG-E8 能够减少肠道菌群的移位，预防AP 并发症的发生。

2.4.2 改善肠道缺血再灌注研究[48]表明，肠缺血再灌注后的小鼠模型会出现肠绒毛破坏、肠上皮细胞损伤，同时凋亡细胞数量增加，肠道VEGF 水平降低，从而导致肠黏膜屏障受损，而用rmMFG-E8治疗后显著改善了肠缺血再灌注小鼠肠道组织结构微观变化，促进了肠道再灌注损伤后黏膜愈合，减少了凋亡细胞的数量，增加了VEGF 水平。VEGF 在肠道急性炎症和缺血期间能够促进血管生成，改善肠道微循环，而MFG-E8 对VEGF 的作用提示其可能在胰腺微循环中也发挥重要作用，但鲜有相关文献报道。因此MFG-E8 可能通过改善肠道缺血再灌注，修复肠黏膜屏障功能，从而缓解AP。

3 结语与展望

近年来AP 的发病率不断升高，对于其发生的病理生理机制研究也不断深入，研究已经阐明钙介导的腺泡细胞损伤和死亡机制，线粒体通透性转换孔以及钙离子通道在AP 中的重要性，未折叠的蛋白质反应和自噬有效防止持续的内质网应激、清除凋亡和坏死细胞在AP 炎症反应中的必要性，以及不饱和脂肪酸在引起胰腺器官功能衰竭中的作用等[51]。而MFG-E8 在AP 的发生发展过程中扮演重要角色，通过减轻胰腺腺泡细胞损伤、抑制AP炎症反应，恢复线粒体功能、修复肠黏膜屏障、减少肠道细菌移位、改善肠道缺血再灌注等方面而发挥重要作用，然而MFG-E8 在AP 中的作用是在近几年才被意识到，对于其具体的作用机制尚处于初步认识阶段，并未完全明确，且目前的文献报道多集中于炎症反应、线粒体功能恢复和肠黏膜屏障保护方面，对于在AP 其他病理机制中的作用，如胰腺微循环，还需进一步研究；其次对于MFG-E8 干预AP 的时机，适用的阶段，以及具体的量效关系还未有确切的定论，但靶向MFG-E8是治疗AP 的新策略，能够为AP 相关的临床诊疗提供新的方向和思路。因此，继续深入研究MFGE8 在AP 发病中的作用对于AP 的诊治具有重要意义。