胆汁酸调控S1PR2 通路在动物炎症中的作用研究进展

李保锋，黎力之，幸清凤，谢芳，廖晓鹏，关玮琨，文龙，张海波*，郭冬生*

（1.宜春学院生命科学与资源环境学院，江西省高等学校硒农业工程技术研究中心，宜春市功能农业与生态环境重点实验室，宜春学院继续教育学院，江西宜春 336000；2.江西正宇生物科技有限公司，江西宜春 336000）

胆汁酸（BAs）作为胆汁的主要成分之一，是肝脏胆固醇分解代谢的终产物，是一类具有较强表面活性的两亲性甾醇类化合物，有助于肠道吸收脂溶性营养物质。S1PR2 作为1-磷酸鞘氨醇（S1P）受体之一，广泛表达于各种组织和细胞中，在机体中发挥“第二信使”作用，影响心血管系统、内耳系统和免疫系统等。BAs 作为S1PR2 上游激活物，可通过2 条途径提高S1PR2 活性介导免疫反应：其一，牛磺胆酸（TCA）、甘氨胆酸（GCA）、甘氨鹅脱氧胆酸（GCDCA）和牛磺鹅脱氧胆酸（TDCA）等BAs 直接上调基因表达；其二，BAs 通过激活法尼醇X 受体（FXR）与G 蛋白胆汁酸偶联受体5（TGR5），提高S1P 含量，增强S1PR2 结合S1P 的能力。活化的S1PR2 通过下调丝氨酸/苏氨酸激酶（AKT）表达和抑制炎性因子，缓解由过量NF-кB、c-Jun 氨基末端激酶（JNK）引起的过度炎症反应；S1PR2 还可促进细胞外调节蛋白激酶（ERK1/2）磷酸化，上调蛋白激酶C（）表达，提高机体中NF-B 与JNK 活性，维持动物体正常炎症反应应答。本文对BAs 经S1PR2 途径在动物炎症相关信号通路中的影响进行综述，进一步明确它们之间的关系，为缓解动物机体炎症提供理论参考。

1 BAs 概述

1.1 BAs 代谢 胆固醇通过经典途径和替代途径合成初级BAs，经典途径因中间产物为中性胆固醇故又称中性途径，由滑面内质网上胆固醇7-羟化酶（CYP7A1）启动，通过甾醇12-羟化酶（CYP8B1）和甾醇27-羟化酶（CYP27A1）催化生成胆酸（CA）、鹅脱氧胆酸（CDCA）和鼠胆酸（MCA），再与牛磺酸和甘氨酸结合变成结合型初级BAs。替代途径也称酸性途径，该途径占人体总BAs 合成的18%，胆固醇在线粒体内膜中CYP27A1 作用下生成27-羟化胆固醇，后经CYP8B1 催化生成CDCA。游离BAs 与甘氨酸或牛磺酸以酰胺键形式形成结合型初级BAs，再由胆盐输出泵转至胆小管，随胆汁进入胆囊。当机体进食后，食物刺激小肠黏膜I 型分泌细胞分泌缩胆囊素，引起胆囊收缩及Oddi 括约肌舒张，使胆汁排入小肠。进入肠道的初级BAs 在细菌作用下转化为次级BAs，大部分BAs 以主动运输方式吸收，经回肠远端肠绒毛刷状缘顶端钠依赖性胆酸转运体进入肠上皮细胞；少部分BAs 以被动运输的方式在小肠和结肠处吸收。进入肠上皮细胞的BAs 在结合蛋白作用下运至基底外侧膜，经转运蛋白参与后从门静脉流回肝窦，由Na-牛磺胆酸盐转运多肽和有机阴离子转运肽介导进入肝细胞。重吸收的BAs 经肝细胞改造后生成三级BAs，再随胆汁重新进入十二指肠，完成1 次BAs 肠肝循环。

1.2 肠道菌群对BAs 代谢的影响 肠道微生物修饰BAs的第一步是去共轭，利用Lactobacillus、Bifidobacterium和Enterococcus 等产生胆盐水解酶（BSH），解离共轭BAs 中甘氨酸或牛磺酸基团，从而使结合BAs 转化为游离BAs；BSH 作用于结合型初级BAs 的C-N 键，促进氨基酸残基与BAs 分子间N-乙酰胺键水解，再次形成游离BAs，阻止BAs 被肠粘膜上皮主动重吸收。第二步为7-脱羟基环节，7-脱羟基反应前提是去共轭，当结合型初级BAs 发生去共轭作用后才使羟基暴露，随后Bacteroides、Lactobacillus 和Fusobacterium 等产生7-脱羟基酶，经多步反应脱去游离BAs 中7/-羟基，使CA、CDCA 分别转变为脱氧胆酸（DCA）、石胆酸（LCA）。在差向异构化阶段，Bacteroides、Clostridium、Collinsella、Eubacterium、Eubacterium、Peptostreptococcus 和Ruminococcus 等细菌在C3、C7 和C12 的羟基氧化和差向异构化中发挥作用，Eubacterium lentum 和Fusobacterium 还使-MCA 经6/7-差向异构化形成ω-MCA 或γ-MCA。在酯化及脱硫反应阶段，Bacteroides、Lactobacillus、Eubacterium 和Fusobacterium等细菌参与BAs 酯化过程，Fusobacterium、Pseudomonas和Peptococcus 等细菌参与BAs 脱硫过程。总之，BAs 随胆汁排入肠腔后，肠道菌群对初级BAs 进行去共轭化、脱羟基化、差向异构化、酯化及脱硫反应等过程，形成具有不同生物学功能的次级BAs。此外，BAs过量时还可以通过刺激肠上皮产生诱导型一氧化氮合酶和白介素来间接抑制肠细菌的生长和增殖。

2 BAs 对S1PR2 的作用途径

胆汁过量分泌或肠道菌群异常时，往往会导致肠道损伤，而在正常范围内，提高机体中BAs 水平，可增加BAs 下游通路活性，保证肠黏膜屏障稳定。

2.1 BAs 直接途径对S1PR2 的影响 S1P 是鞘磷脂代谢产物之一，是生物活性膜的重要组成部分，S1PR2 作为S1P 的受体之一，广泛分布于机体各种组织与器官，通过与S1P 结合可实现稳定内皮屏障功能稳态、平衡炎症反应、修复体组织，保证机体正常免疫机能。在肠肝循环中，对S1PR2 具有调控作用的多为结合型BAs，如TCA、GCA、GCDCA 及TDCA 等。在 肝脏中，肠上皮内结合型次级BAs 经肠肝循环从门静脉流回肝窦，再经Na-牛磺胆酸盐转运多肽和有机阴离子转运肽进入肝细胞，活化肝细胞S1PR2，抑制肿瘤坏死因子（TNF）-、促进生长因子表达和受损肝组织再生。TCA 在促进胆管细胞的大量增殖并保护胆管细胞免受胆管结扎诱导的凋亡中发现，全肝和胆管细胞中的表达明显上调。在肠道中，结合型BAs通过主动运输方式进入肠上皮细胞，肠上皮中S1PR2接受TCA、GCA 刺激后活化，与S1P 充分结合，抑制AKT、提高免疫蛋白含量，降低炎症因子水平。

2.2 BAs 间接途径对S1PR2 的影响

2.2.1 BAs 介导 FXR 途径对S1PR2 的影响 S1P 是神经鞘磷脂代谢产生，神经鞘磷脂由鞘氨醇激酶催化产生神经酰胺，后者被神经酰胺酶进一步催化产生神经鞘氨醇，神经鞘氨醇通过鞘氨醇激酶的催化使鞘氨醇C-1位羟基磷酸化产生S1P。FXR 在肠上皮细胞中通过提高神经酰胺水平促进S1P 产生，SIP 与广泛分布于动物体生物质膜上的S1PR2 结合，介导S1PR2 途径发挥作用。FXR 是BAs 发挥生物学作用的重要受体之一，可由CDCA、TCA、DCA 和LCA 激活。研究显示，葡萄糖转运蛋白2（GLUT2）的表达依赖于S1PR2 对ERK1/2 磷酸化，而BAs 激活FXR 也可增加表达，提高肠道上皮细胞摄取葡萄糖，抑制FXR，减少S1PR2 含量，降低ERK1/2 磷酸化程度。以上表明S1PR2 途径产生的生物学效应受FXR 调控。饲喂FXR抑制剂Tempol 的小鼠中，其回肠和血清中神经酰胺水平显著降低，进一步发现，FXR 抑制后，神经酰胺基因表达降低。FXR 活化可激活神经酰胺，给予小鼠FXR 激动剂饲喂后，其肠道FXR 基因表达上调，回肠神经酰胺分泌水平升高。

2.2.2 BAs 介导TGR5 途径对S1PR2 的影响 膜受体TGR5 是G 蛋白偶联受体家族成员，其内源性激动剂为LCA、TLCA、DCA、CDCA 和GCA，其中GCA 作为TGR5 途径中最广泛的内源性激动剂，并与S1PR2 激活密切相关。研究发现，经GCA 处理的胆管癌细胞较对照组细胞中和的基因表达分别提高8.6倍和3.4 倍，并且TGR5 激活可促进S1PR2 在大鼠肾小球系膜细胞中的内在化。TGR5 在S1PR2 途径中，提高环磷酸腺苷（cAMP）活性，增强鞘氨醇激酶（SPHK）作用效果，促进S1P 与S1PR2 结合。研究发现，小鼠使用TGR5 特异性激活剂INT-777 后，活化TGR5 后提高cAMP 含量，激活SPHK 途径，降低氧化应激和神经元凋亡率。综上，TGR5 促进cAMP 生成，提高SPHK 水平，促进S1PR2 结合S1P 过程。

3 S1PR2 对动物炎症反应通路的影响

机体发生炎症反应时，S1PR2 通过降低关键因子AKT 抑制NF-B 与JNK 2 条促炎通路，下调炎症因子表达，减弱机体炎症反应。在免疫应答较弱时，机体通过S1PR2 上调关键因子基因表达，提高NF-B 与JNK 通路活性，维持机体炎症平衡。

3.1 S1PR2 介导AKT 通路调控炎症反应 S1PR2 在炎症反应中，可通过降低AKT 磷酸化水平，减弱机体炎症反应。AKT 又称蛋白激酶B，是一种广泛存在于胞质中的蛋白激酶，其在调控细胞生存、凋亡中发挥着重要作用，且与炎症的发生发展密切相关。JNK、NF-B、内皮型一氧化氮合酶（eNOS）与AKT 密切相关，是AKT下游通路中的炎症途径，AKT 磷酸化后，可上调三者基因表达水平。研究发现，机体炎症反应剧烈时，受BAs 刺激后S1PR2 活性上升，与S1P 结合能力提高，机体胞质中AKT 与p-AKT 含量下降，降炎作用开启，这与使用AKT 抑制剂降低p-Akt、NF-B p65、TNF-和白细胞介素（IL）-1结果相似。彭晖等在高糖诱导的内皮增殖中发现，上调表达后，p-AKT/AKT 含量降低，加入S1PR2 特异性拮抗剂（JTE-013）后，p-AKT/AKT 含量增加。可见，在炎症反应剧烈时，S1PR2 通过下调AKT 表达和降低已有AKT 磷酸化程度来控制JNK、NF-B 及eNOS 炎症途径。此外，S1PR2 也可直接抑制NF-B 通路下游因子iNOS、TNF-、IL-6。在敲除基因的小鼠中，其肺细胞中诱导型一氧化氮合酶（iNOS）含量、中性粒细胞比值及炎症细胞因子表达显著升高，而未敲除基因小鼠肺细胞中炎症因子含量均降低。

3.2 S1PR2 介导ERK1/2、PKC 通路调控炎症反应 ERK1/2是一类高度保守分布广泛的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，可通过上调基因表达，并以MAPKK 身份参与MAPKKKs-MAPKK-MAPK 三级激活反应活化JNK，从而介导炎症反应。炎症反应中，S1PR2 受DCA 刺激后，通过亚基耦联G 蛋白亚型（G）i 提高ERK1/2活性，上调JNK 基因表达，维持机体炎症平衡。研究发现，S1PR2 偶联激活G蛋白后，表达上调，ERK1/2 磷酸化水平提高，P-ERK1/2 转移至核内时，激活核内基因表达，提高胞内炎症因子环氧合酶（COX）、iNOS、IL-1、IL-6、TNF-浓度。PKC属于丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶家族，在各种炎症的产生和维持过程中发挥着重要作用，其可通过提高IKK 复合物磷酸化程度来促进IKK 降解释放NF-B，并上调NF-B 转录水平，从而介导炎症反应。S1PR2 的亚基激活Gq 蛋白后，细胞内PKC 水平升高，IKK 复合物磷酸化程度上升，核内亚基的转录水平上调，NF-B 含量升高。研究发现，S1PR2 激活PKC 后，上调了亚基表达，提高了甲状腺的炎症水平，而使用抑制剂钙磷蛋白C 阻断PKC 信号转导途径后，细胞内IKK 复合物的磷酸化程度下降。此外，S1PR2 可通过上调Toll 受体（）表达，稳定炎症因子水平，平衡机体炎症。Wang 等在小鼠肝脏中发现，提高S1P 含量将导致TLR-4 水平升高。在组织因炎症发生损伤或炎症剧烈时，TLR-4 可激活抗炎因子IL-10 和刺激炎症局部组织增生，修复肠道黏膜；在机体炎症初期或抵御外界侵袭时，TLR-4 还可上调和COX-2表达，提高等促炎细胞因子转录活性，诱发炎性反应。

4 总结与展望

BAs 通过上调基因表达激活FXR 与TGR5通路，提高S1P 含量，增强S1PR2 结合S1P 能力，介导S1PR2 途径下免疫反应。机体免疫异常时，S1PR2下调表达，并降低中性粒细胞比值及炎症细胞因 子iNOS、TNF-、IL-6含量，抑制NF-B 与JNK作用过程与活性，避免炎症过度反应。免疫功能低下时，S1PR2 通过亚基偶联G、G蛋白，提高ERK1/2、PKC 活性，维持动物体正常炎症反应，抵御外来异物的侵扰。可见，S1PR2 在炎症调节中的两步反应，维持了动物体免疫防线的稳定。目前，S1PR2 在动物生产中应用相对匮乏，但其在替代抗生素方面的潜力越发明显。对于动物体免疫异常，BAs 可否作为饲料添加剂用以提高S1PR2 含量，平衡炎症反应和恢复肠道上皮功能，以此解决因免疫异常导致动物生产力下降等问题，还需进一步深入探究。