共轭亚油酸降脂及分子机理研究进展

李海玲，张思晨，赵志敏，2，何国瑞，杨得坡，2

(1.中山大学 药学院，广州 510006； 2.广东省现代中药工程技术研究开发中心，广州510006；3.中山市尤利卡天然药物有限公司，广东 中山 528437)

共轭亚油酸(CLA)是一类具有两个共轭双键的十八碳多不饱和脂肪酸混合物的总称。根据共轭双键在碳链上的几何构象和分布位置的不同，CLA可分为多种异构体，其中t10,c12-CLA和c9,t11-CLA是最主要的两种异构体。1987年，Ha等[1]首次发现CLA并提出“共轭亚油酸”这一概念，通过小鼠实验提出CLA具有抗肿瘤活性。自此之后大量研究表明，除了抗癌活性[2-4]，CLA还具有多种生理活性，如调节肌肉代谢[5]、抗炎[6]等。另外，CLA的安全性在国内外均得到承认，1994年CLA作为食品补充剂在美国上市，被美国食品协会列为流行食品添加剂。CLA作为一种天然来源的食品补充剂，还具有减肥降脂的功效[7-8]。但目前对于CLA降脂具体分子药理机制仍不清楚。因此，本文对CLA减肥降脂的研究及其具体分子药理机制进行综述，并对其取得的成果、存在的问题及未来工作进行讨论，以期为CLA的进一步研究和开发提供参考。

1 共轭亚油酸减肥降脂的研究

肥胖是糖尿病、心血管疾病以及癌症等多种疾病的常见诱因，而造成肥胖的重要原因之一是脂肪在人体多个器官组织的过度沉积。目前已有大量研究表明，CLA能通过减少肝脏、附睾组织、骨骼肌等部位的脂肪沉积，在不同程度上达到降脂的效果。

1.1 减少肝脏脂肪沉积

肝脏是人体最重要的代谢器官，生活习惯、环境等因素易产生肝脏脂肪沉积的现象。肝脏脂肪的过度沉积会导致非酒精性脂肪肝等疾病，加重肝脏损伤。因此，降低肝脏脂肪的沉积是治疗该类疾病的重要方向之一，CLA能通过多种机制减少肝脏脂肪的沉积。研究发现，CLA及其异构体均能减少肥胖小鼠肝脏脂滴蓄积[9-10]。Nagao等[11]研究发现，CLA能缓解肥胖大鼠的肝肿大，减少肝脏的甘油三酯蓄积和抑制大鼠血浆肝损伤标志物升高，延缓肥胖大鼠非酒精性脂肪肝的发生发展。除此之外，CLA可能通过诱导脂肪细胞凋亡进而缓解肥胖小鼠的肝肿大。如研究者通过连续32周给小鼠灌胃CLA，发现CLA可能通过诱导脂肪细胞凋亡进而减少肥胖小鼠肝脏质量[12]。

1.2 减少附睾组织脂肪沉积

内脏脂肪是指位于人体内部，围绕人体脏器的脂肪。在目前常见的实验动物中，内脏脂肪主要包括胃肠周围脂肪、肾周围脂肪、附睾周围脂肪和腹膜后脂肪。其中，由于附睾组织是小鼠脂肪蓄积的重要部位之一，大量研究者把附睾组织脂肪过度蓄积定为肥胖小鼠造模成功的标志，附睾组织脂肪的过度堆积也成为了小鼠内脏脂肪过度蓄积的重要指征之一。CLA主要通过影响脂肪组织的脂解来减少附睾组织的脂肪蓄积。研究表明，通过连续13 d给雄性小鼠灌胃1.5% CLA，发现CLA能使小鼠附睾组织白色脂肪组织发生异常脂解[13]。有文献报道，小鼠在连续13 d摄入含有CLA的饲料后，小鼠的附睾脂肪和棕色脂肪含量显著减少[14]。而有研究表明，通过连续4周给高脂饮食诱导的肥胖大鼠灌胃CLA，能降低肥胖大鼠血清Leptin浓度，同时降低附睾脂肪组织的湿重[15]。

1.3 减少骨骼肌脂肪沉积

骨骼肌是人体运动的主要肌肉群，占身体总质量的近40%，在整体能量代谢中起着重要作用。目前研究发现，CLA能影响骨骼肌合成代谢，调节肌肉脂肪含量变化，改变肌肉成分组成，从而影响肌肉纤维类型组成。杨得坡等[16]通过实验发现，CLA-Ca能营养性地改善实验猪机体肌肉组成，促进营养物质再分配。齐仁立等[17]研究发现，t10,c12-CLA对于肌肉细胞的生脂转分化和脂肪沉积具有极强的抑制作用。

2 共轭亚油酸减肥降脂作用机理

目前，研究者已在细胞水平探讨了CLA的减肥降脂作用分子机理，具体可归纳为以下6个方面。

2.1 调控能量代谢平衡

能量平衡主要包括能量摄入、能量消耗和能量储存，当能量摄入等于能量消耗时，身体处于能量平衡状态，身体能量(通常相当于体质量)是稳定的。而当能量摄入超过能量消耗时，会出现正能量失调，通常结果是体质量增加，肥胖是能量平衡失调导致的最常见的病理性结果[18]。因此，从能量平衡的角度出发，改变能量摄入和能量消耗从而恢复机体能量平衡状态成为预防和治疗肥胖症的新方向。人们常以进食的形式摄取能量，满足机体对能量的需求。Park等[19]报道CLA能显著降低小鼠的摄食量，然而Tsuboyama-Kasaoka等[12]的研究结果表明，CLA具有降脂作用但并不影响小鼠摄食量。Mougios等[7]的研究表明，补充CLA并不引起志愿者摄食量的变化。对于CLA是否能通过减少食物的摄入进而起到降脂作用还有待探究，需要更多的实验进行验证。

能量消耗以能量代谢为主，静息代谢率、食物的热效应(吸收和代谢消耗的食物的能量成本)以及通过体力活动消耗的能量是评价能量消耗的主要指标。Nagao等[20]研究发现，连续4周摄取CLA混合物能增加OLETF大鼠的耗氧量和能量消耗，降低肥胖大鼠血清和肝脏中甘油三酯的含量，其中t10,c12-CLA活性显著，为主要活性成分。另有研究表明，在结合运动的条件下，CLA能降低青春期肥胖大鼠的肌肉吸氧量和总吸氧量、肌肉能耗和总能耗，增加静息状态能量代谢水平，使得肥胖大鼠的体质量下降[21-22]。

此外，能量代谢平衡与多种因素相关，其中线粒体功能是主要的影响因素，对细胞代谢能量平衡稳态的维持至关重要，线粒体动力学通过调节线粒体在细胞质中的定位、细胞器间的相互作用、细胞代谢物转移、线粒体降解来保持能量稳态[23]。CLA能通过调节线粒体功能进而影响能量代谢状态。研究表明，连续8周补充CLA能增加小鼠机体能量代谢，诱导解偶联蛋白家族(UCP)成员UCP-5表达，减少活性氧释放或直接诱导解偶联蛋白氧化磷酸化，改善海马线粒体动力学，增加机体代谢，促进能量消耗[24]。Mollica等[25]研究发现，CLA的两种异构体均能减轻高脂饮食诱导的肥胖大鼠的肝脏脂肪变性，其中c9,t11-CLA能更显著改善肝脏线粒体功能障碍和降低炎症因子和氧化应激标志物的浓度，机制可能为激活核因子E2相关因子2(Nuclear Factor E2，Nrf2)途径和改善线粒体功能。Park 等[26]研究发现，CLA通过促进脂肪酸β-氧化来增加能量消耗和自主运动，能明显减缓体质量增加，具有降低体脂的效果。因此，运动与CLA的结合是增加能量消耗的重要降脂策略。

2.2 调控脂代谢

脂代谢主要包括甘油三酯合成、脂肪组织形成和成熟脂肪组织消耗降解3个阶段。机体摄入的食物经消化吸收后，以葡萄糖的形式转运入血，并通过一系列生化过程逐步转化合成甘油三酯，甘油三酯在相应场所蓄积形成成熟的脂肪组织，成熟脂肪组织可通过脂解、氧化供能、凋亡3种途径进行消耗代谢[27]。在脂肪合成到脂肪代谢的全过程，CLA在多个环节均起到重要作用，涉及的靶点总结如图1所示。

注：*为CLA作用部位。

当机体摄入的葡萄糖转运入血后，葡萄糖在体内转化为乙酰CoA，并在乙酰CoA羧化酶(ACC)调控下形成脂酰CoA，脂酰CoA进一步在脂肪合成酶(FAS)、固醇调节元件结合蛋白1(SREBP1)、过氧化物酶体增殖剂激活受体家族(PPAR)、硬脂酰辅酶A去饱和酶1(SCD1)等调控下形成脂肪酸。CLA可通过调控脂肪酸合成相关的酶或受体的表达抑制脂肪酸合成，减少脂肪生成。王武等[28]报道CLA可显著降低小鼠肝脏 FAS含量，抑制脂肪酸的合成。Zhang等[29]在细胞水平上证明t10,c12-CLA通过影响SREBP1与固醇调节元件(SRE)相应位点的结合调节SCD1，从而改变脂肪酸的构成比例和双层膜的流动性进而影响膜上的蛋白，减少脂肪酸生成。还有研究表明，CLA通过下调CD36蛋白和 SREBP1，抑制FAS表达和促进ACC磷酸化，减少脂肪酸的合成[30]。PPAR包括PPARα、PPAR β/δ、PPARγ三个亚型。PPARα主要分布在肝脏、心肌、肠等部分；PPARγ主要分布在脂肪组织和免疫系统。CLA可作为PPAR的配体，影响PPAR表达[31]。

在脂肪酸转运到前脂肪细胞中进一步合成甘油三酯的过程中，脂肪酸转运酶如脂蛋白酯酶(LPL)和FAS起到了至关重要的作用。CLA通过抑制PPARγ激活物的形成抑制LPL的表达，减少脂肪酸进入前脂肪细胞。有文献报道CLA可抑制乳腺和肝脏中FAS、6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶的表达来抑制甘油三酯的合成[32]。此外，在甘油三酯合成过程中，α-磷酸甘油的表达同样重要。CLA可通过抑制SREBP1的表达来减少磷酸甘油脱氢酶含量，抑制α-磷酸甘油的生成[27]。AMP活化蛋白激酶(AMPK)通路也是CLA抑制甘油三酯合成的重要的调控环节。已有研究证明，CLA可通过激活AMPK介导的通路来抑制脂肪的合成。Jiang等[33]发现t10,c12-CLA通过激活AMPK通路，提高细胞中前列腺素(PG)的表达水平来降低3T3-L1脂肪细胞的甘油三酯水平。

体内合成的甘油三酯在前脂肪细胞中沉积或代谢，前脂肪细胞经过增殖、分化形成成熟脂肪组织。在此过程中，CCAAT/增强子结合蛋白(C/EBP)是关键靶点蛋白。两个亚型C/EBPβ、C/EBPδ刺激PPARγ-2表达增加，进而诱导另一个亚型C/EBPα增多，PPARγ-2 和 C/EBPα 协同作用，诱导成脂基因表达进而促进脂肪生成。在此过程中，CLA可以抑制PPARγ 的表达进而抑制脂肪生成。另有研究报道，CLA 能明显抑制3T3- L1前脂肪细胞中C/EBPα、PPARγ以及脂肪酸结合蛋白(aP2)的表达水平[34]。脂肪组织由大量的脂肪细胞集群而成，其形成与脂滴外壳蛋白有关。围脂滴蛋白(PAT)家族影响脂滴外壳蛋白的形成，PAT家族中围脂滴蛋白perilipin 1作为重要靶点在脂肪降解的过程中起到重要作用。有文献报道CLA能通过上调TNF-α和下调PPAR-γ表达，使perilipin 1和perilipin 2 在脂滴表面互换，下调perilipin 1启动子活性，抑制perilipin 1表达，进而促进脂肪细胞的降解[35]。小鼠实验表明 CLA还能通过抑制皮质醇的表达，影响糖皮质受体(GR)表达和活性，进一步抑制GR靶基因perilin1的表达，从而诱导脂肪组织的异常降解[13]。

同时，CLA可调控成熟脂肪组织相关基因表达,从而促进机体脂肪酸氧化分解和脂解。线粒体是脂肪酸进行β-氧化的主要场所，UCP与脂肪酸的氧化息息相关。小鼠实验表明CLA可降低白色脂肪(WAT)和棕色脂肪(BAT)的质量，调控脂肪组织中的UCP mRNA的表达[36]。研究发现[37]，t10,c12-CLA对小鼠生长和代谢的影响可能与UCP-2的上调有关。除了介导UCP的表达，CLA还能通过与其他分子结合的形式降低肥胖大鼠肝脏和血清中的甘油三酯的水平，显著提高肝脏线粒体肉碱脂酰转移酶(CPT)活性，降低线粒体磷脂酸磷酸水解酶(PAP)活性，间接促进脂肪氧化分解[38]。

2.3 调控骨骼肌代谢

CLA能通过影响骨骼肌代谢来调节肌内脂肪含量，有效促进营养再分配。CLA还能通过调控相关基因的表达来影响相应肌纤维类型的表达，进而调控骨骼肌代谢，而CLA对骨骼肌的调控作用被认为与AMPK有关，AMPK是能量和肌肉代谢的主要调节器。CLA能激活AMPKα/PPARδ和AMPKα/Tfam信号通路以刺激线粒体生成，或通过调控AMPK通路影响肌肉纤维类型的表达、肌肉纤维转化通路相关的基因的表达以及相关酶活性。研究表明，CLA能通过调控影响肌肉生长的miRNAs，激活AMPK通路，促进下游PPARγ 、PGC-1α 、MEF-2C、C/EBPα等与肌肉合成相关的蛋白或受体的表达，增加葡萄糖转运，提高肌酸激酶、琥珀酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶等氧化代谢酶活性，增加肌肉氧化代谢，使得肌肉类型向氧化型转化，氧化型的肌纤维表达增加[39-40]。

另外，CLA异构体通过PGC-1α/NRF-1/Tfam信号通路促进线粒体生物合成[41]。作为线粒体β-氧化的指标， CPT的活性受CLA调控，CPT表达水平越高，表明线粒体的β-氧化越多。以雄性大鼠为例，CLA能增强大鼠的红色腓肠肌中CPT活性[15]。基因组学表明CLA能上调CPT-1基因水平[42]。CPT对骨骼肌中线粒体的生物合成起到重要的作用，CLA能通过影响CPT的表达和活性来调节骨骼肌代谢。

CLA还能通过抑制肌肉细胞的生脂分化，促进肌肉细胞的生肌分化来促进骨骼肌的生长发育。有文献报道不同的CLA异构体均能抑制C2C12肌肉细胞的生脂分化作用，但不同的异构体对其生肌作用影响不同，t10,c12-CLA 抑制C2C12细胞生肌分化，而c9,t11-CLA一定程度促进生肌分化[17]。这说明对肌肉细胞生脂分化的抑制可能是CLA抑制脂肪合成，降低脂肪沉积的途径之一。

2.4 调控糖代谢

摄入食物中的糖类成分以葡萄糖的形式入血转运，葡萄糖进入细胞需要葡萄糖转运体(GLUT)的协助。研究表明，补充 CLA 可以显著降低小鼠WAT和BAT中GLUT4的 mRNA 水平，同时也降低了WAT和BAT的质量[31]。另外，有研究报道CLA降低小鼠角化细胞中花生四烯酸和前列腺素E2的表达，而GLUT4的表达与花生四烯酸的表达密切相关[36,43]。提示CLA 可能通过两种途径来抑制葡萄糖进入细胞，一是直接抑制GLUT4 的表达，二是通过抑制花生四烯酸的表达进而抑制GLUT4的表达。

另外，CLA能调节骨骼肌葡萄糖的摄取水平,通过促进骨骼肌对葡萄糖的摄取，增加葡萄糖的代谢，间接减少脂肪合成。Mohankumar等[44]研究发现t10，c12-CLA能通过上调钙离子浓度激活LKB1途径，进而激活AMPK介导的通路，促进AS160磷酸化，促使L6肌管增强葡萄糖摄取。Szynkowska等[45]发现CLA通过调节C57BL/6J小鼠肌肉细胞糖原合成酶(GSK)和GSK3α基因的表达来影响肌细胞糖原的合成。t10，c12-CLA通过激活AMPK P13-激酶，促进P13-激酶P85亚基和AS160磷酸化，通过调节GLUT4转位和葡萄糖摄取来激活骨骼肌葡萄糖代谢。相关研究表明，不同CLA异构体对骨骼肌糖代谢的作用机制不同[46]。

2.5 介导脂肪细胞的分化和凋亡

研究证实，CLA可通过影响脂肪细胞大小、诱导脂肪细胞凋亡来减少脂质[12，36-37]。Corino等[47]以重型猪为实验对象，发现CLA显著影响脂肪细胞大小并通过下调一氧化氮介导的脂解途径诱导脂肪细胞凋亡。大量研究表明，CLA影响脂肪细胞大小是由于CLA抑制前脂肪细胞向成熟脂肪细胞的分化，减少脂肪细胞的体积变化。郭常虹[48]研究发现，t10,c12-CLA对猪的不同部位的前脂肪细胞作用效果不同，t10,c12-CLA促进猪背最长肌前脂肪细胞分化，显著抑制猪皮下脂肪细胞分化，但对两种部位的前脂肪细胞增殖均无明显影响。研究发现，CLA两种异构体在不同的细胞时期对前脂肪细胞的分化均有影响，c9，t11-CLA和t10，c12-CLA均促进前脂肪细胞早期分化，而仅t10，c12-CLA抑制前脂肪细胞晚期分化，t10，c12-CLA抑制脂滴生成作用可能与激活PKCα通路、调控相关脂肪酶活性、抑制脂滴生成并促进脂解有关[49]。

2.6 调节肠道微生物群

CLA能通过调节肠道微生物群来减轻高脂饮食诱导的肥胖动物的体质量，实现降脂。Chaplin等[50]研究发现，高脂小鼠连续54 d补充红花籽油后，盲肠微生物群中丝状拟杆菌、阿卡曼氏菌的含量增加，这两种细菌与肥胖、糖尿病、炎症和代谢紊乱呈负相关。Marques等[51]连续8周给肥胖小鼠补充t10,c12-CLA，并对小鼠粪便进行采样和16S rRNA焦磷酸测序，发现补充t10,c12-CLA的肥胖小鼠肠道微生物组成发生改变，表现为厚壁菌减少、拟杆菌增加、盲肠中的微生物发酵增多，导致短链脂肪酸异丁酸酯、乙酸酯和丙酸酯浓度较高，提出t10,c12-CLA不仅能有效降低血清和肝脏中的甘油三酯水平，且降脂作用可能部分与肠道微生物群的组成有关。尽管研究表明CLA可改变肠道微生物群组成进而影响肥胖，但仍需更多的研究以更好地了解CLA对人体微生物群的影响。

3 共轭亚油酸产业存在的问题与机会

3.1 问题

CLA作为减肥膳食辅助剂，能够较为安全地发挥降脂作用。但也正如前述所提到的，CLA并不是在所有的文献中都体现出有益的一面。首先是安全性，作为天然来源的减肥食品辅助剂，其安全性虽然得到了国内外临床试验结果证实，但也有文献报道CLA不仅不能降低肝脏脂肪，反而会产生脂肪肝的副作用。如Clément[52]、Pang[53]等发现，当小鼠连续4周摄入富含t10，c12-CLA的饲料时，小鼠会产生高胰岛素血症和脂肪肝，而高剂量CLA甚至会诱导哺乳期小鼠产生脂肪肝、胰岛素抵抗和泌乳功能减退的现象。另外，有报道指出曾有案例出现CLA引起偏头痛[54]或者加速结肠癌发展的趋势[55]。不良反应的产生与多种因素有关，包括研究人员实验条件、实验用CLA的纯度和来源、CLA的给药剂量和浓度、种属特异性、实验对象肥胖程度等。因此，需要更一步深入研究，阐明起效的具体机制和产生不良反应的可能原因。另外，实验对象需要考虑种属特异性，目前大部分研究集中于小鼠、大鼠、猪等动物，对人的临床研究还较少。同时，目前的临床研究强调了CLA对肥胖患者的影响，而少有对健康人群的影响。为了明确CLA的安全性，需要丰富CLA对不同人种以及健康人群的研究。

3.2 机会

肥胖是指由于环境和生活习惯的因素所造成的人体脂肪的过量蓄积的状态，常常伴随着高血脂等的发生，肥胖也是糖尿病、心血管疾病以及癌症等多种疾病的常见诱因。世界卫生组织最新数据显示，截至2016年，全世界18岁及以上的成年人中逾19亿人超重，其中超过6.5亿人肥胖。另外，超过3.4亿5～19岁儿童和青少年超重或肥胖，全球肥胖流行率在1975—2016年间增长近3倍，肥胖患者数量在世界范围内正以惊人的速度增加。肥胖患者常使用药物辅助减肥，目前国际市场销售的减肥药种类极少，仅包括Orlistat(脂肪酶抑制剂)、Lorcaserin(选择性5羟色胺受体激动剂，食欲抑制剂)、Phentermine/topiramate(食欲抑制剂)、Naltrexone/Bupropion(食欲抑制剂) 和Liraglutide(胰高血糖素样肽-1受体激动剂，食欲抑制剂)[56-58]。除Orlistat在临床上安全使用20多年外，其他药物均存在一定不良反应，安全性和耐受性尚待确认。因此，寻找安全可靠的高效减肥降脂药物或补充剂具有重要意义。CLA主要来源于天然产品中，如牛奶、羊奶等反刍动物的乳制品，也可以从红花籽油中提取加工获得。相比于前文提到的5种减肥产品，CLA作为一种药食同源的减肥降脂补充剂，其安全性在国际上得到承认，已经获得FDA的GRAS认证，可用于食品药品中。CLA作为新型减肥产品，能在降低脂肪的同时增加骨骼肌，减肥市场潜力巨大。

除了减肥降脂，CLA在其他生理活性方面也展示出了巨大的潜力。有报道发现，CLA具有一定的神经保护作用，主要活性形式是c9,t11-CLA。同时，有文献报道称，CLA具有一定的抗疲劳作用[59]， 这也解释了运动结合CLA会产生更好的降脂效果的原因，提示研究人员可以从运动后膳食补充辅助剂的角度进行深入研究。

4 结束语

CLA减肥降脂功能的发挥，可通过调控能量代谢、脂代谢、骨骼肌代谢和糖代谢，介导脂肪细胞的分化与凋亡以及调节肠道微生物群6个方面综合调控。由于CLA减肥降脂的作用机制十分复杂，且有些作用机制通路仍不明确，为了使更多的肥胖人群从补充药食同源的CLA中获益，还需细化的研究来深入揭示CLA减肥降脂的作用机制。此外，补充高剂量CLA可能存在潜在的健康问题，包括葡萄糖稳态、氧化应激、脂肪肝等。另外，对CLA安全性还需进一步研究，对于促进CLA 在食品、药品、饲料、化妆品领域的合理应用，改善人体健康状态以及畜牧养殖效益等都具有深远的意义。