一、概述
炎症反应是机体对感染或组织损伤的一种防御性反应,适度的炎症反应有利于机体清除病原体和坏死组织,但过度或持续的炎症反应则会导致组织损伤和功能障碍。研究表明,ω-3多不饱和脂肪酸,尤其是鱼油中富含的二十二碳六烯酸(Docosahexenoic acid, DHA),具有显著的抗炎活性[1-2]。已有大量研究探讨了DHA抗炎作用的分子机制,其涉及脂质代谢、受体信号转导、基因转录调控等多个层面[3]。本文拟从DHA代谢产物、膜受体、脂筏、核受体等方面,探讨DHA参与炎症反应调节的分子机制。
二、DHA代谢产物限制炎症反应的起始和放大
1、 Resolvin D1 抑制中性粒细胞趋化和活化
在炎症反应过程中,DHA可被15-脂氧合酶(15-LOX)和5-脂氧合酶(5-LOX)等酶催化生成一系列特殊的抗炎脂质介质,统称为“促炎症消退介质”(specialized pro-resolving mediators, SPMs)[4]。Resolvin D1(RvD1)就是其中一种重要的SPMs。Hong等[5]研究发现,RvD1可与中性粒细胞膜表面的G蛋白偶联受体GPR32和ALX/FPR2特异性结合,抑制白细胞介素-8(IL-8)等趋化因子诱导的中性粒细胞趋化和活化,从而有效限制炎症反应的起始和放大。在脓毒症小鼠模型中,给予RvD1可明显改善中性粒细胞浸润和组织损伤[6]。该研究揭示了DHA代谢产物直接抑制中性粒细胞促炎作用的分子机制。
2、Protectin D1诱导巨噬细胞M2极化
巨噬细胞是先天免疫的重要效应细胞,根据其功能状态可分为促炎的M1型和抗炎的M2型。Protectin D1(PD1)是DHA在15-LOX作用下生成的另一种SPMs。在脂多糖(LPS)诱导的小鼠巨噬细胞炎症模型中,PD1处理可诱导巨噬细胞极化为M2表型,表现为抑制M1标志分子如诱导型一氧化氮合酶(iNOS)、IL-6的表达,上调M2标志分子如Arginase-1、IL-10的表达[7]。进一步研究表明,PD1主要通过激活过氧化物酶体增殖物激活受体-γ(PPAR-γ)和抑制核因子-κB(NF-κB)的活性来调控巨噬细胞极化[8]。由此可见,DHA代谢产物PD1可通过诱导巨噬细胞M2极化来促进炎症后期的消退和组织修复。
三、DHA通过膜受体依赖机制抑制炎症信号转导
1、DHA抑制TLR4/NF-κB促炎信号通路
Toll样受体4(TLR4)是机体识别LPS等病原相关分子模式(PAMPs)的关键模式识别受体,其活化可引发以NF-κB为核心的促炎信号级联反应[9]。Oh等[10]研究发现,DHA可通过膜上的G蛋白偶联受体GPR120来抑制LPS诱导的TLR4/NF-κB通路激活。在Raw264.7小鼠巨噬细胞中,DHA处理可显著抑制LPS诱导的NF-κB核转位和IL-6、TNF-α等促炎细胞因子的表达,而GPR120的siRNA敲低则消除了这一效应。提示DHA通过GPR120受体依赖机制负调控TLR4下游NF-κB通路,进而抑制促炎介质的合成与释放。临床研究也显示,补充富含DHA的鱼油可明显降低2型糖尿病患者外周血单个核细胞TLR4表达和血浆炎症因子水平[11],印证了DHA抑制TLR4促炎信号的体内效应。
2、DHA影响炎症相关模式识别受体的聚集和信号转导
除了通过特异性受体GPR120直接抑制促炎信号通路外,DHA还可通过改变膜脂质的组成和流动性间接影响炎症相关受体的活性。众所周知,胆固醇和鞘脂等组分富集的脂筏微区是Toll样受体、B细胞受体等模式识别受体聚集并发挥信号转导功能的重要场所[12]。研究表明,DHA 可通过取代胆固醇、破坏脂筏的有序结构,进而抑制脂筏相关受体的聚集和信号转导。Schoeniger等发现,补充DHA可明显降低树突状细胞膜脂筏中TLR4-MD2复合物的聚集,同时减弱LPS诱导的细胞因子分泌反应。在B淋巴细胞中,DHA处理可诱导B细胞受体从脂筏区域移位,并抑制下游Lyn、Syk等酪氨酸激酶的活化。这些发现提示,DHA可通过重塑膜脂质环境,抑制炎症相关模式识别受体的聚集和信号转导。
四、DHA通过核受体依赖性转录调控影响炎症基因表达
1、DHA激活PPAR通路发挥抗炎作用
过氧化物酶体增殖物激活受体(PPARs)是一类配体激活的核转录因子,在脂质代谢和炎症反应调节中发挥关键作用。研究表明,DHA及其代谢产物是PPARs的天然配体,可通过激活PPARs通路来抑制促炎基因的转录。例如,在巨噬细胞和脂肪细胞中,DHA处理可诱导PPAR-γ与NF-κB的相互作用,阻断NF-κB与IL-6、MCP-1等促炎基因启动子的结合,从而抑制相关基因的转录激活。利用PPAR-γ抑制剂可阻断DHA的抗炎效应,进一步证实了PPAR-γ在其中的重要介导作用。此外,DHA还可通过激活PPAR-α抑制炎症反应。PPAR-α激动剂可模拟DHA对巨噬细胞和内皮细胞炎症因子表达的抑制效应。由此可见,DHA可通过激活PPARs等核受体发挥转录水平的抗炎调控。
2、DHA抑制SREBP通路减少炎症介质生成
固醇调节元件结合蛋白(SREBPs)是一类参与胆固醇和脂肪酸代谢调控的重要转录因子。研究表明,SREBPs不仅调控脂质合成酶,还可通过诱导环氧合酶-2(COX-2)等炎症酶基因的表达来促进前列腺素E2(PGE2)等炎症介质的生成。而DHA恰恰是SREBPs的抑制剂,可阻断其对下游靶基因的转录激活。例如,在小鼠巨噬细胞和成纤维细胞中,DHA处理可显著抑制SREBP-1a诱导的COX-2表达和PGE2合成。进一步研究表明,这种抑制作用主要是通过影响SREBP-1a与DNA的结合来实现的。综上,DHA通过与SREBPs拮抗,可抑制炎症酶的表达,减少炎症介质的产生。
五、总结与展望
综上所述,DHA通过多种分子机制参与机体炎症反应的精准调控。一方面,DHA代谢产物RvD1和PD1等特殊SPMs可通过与受体结合抑制促炎细胞如中性粒细胞的趋化活化,诱导巨噬细胞向抗炎M2表型极化等途径限制炎症反应的起始和放大;另一方面,DHA可通过改变膜脂质环境,调控TLR4、BCR等炎症相关受体的聚集和信号转导,并经由PPARs、SREBPs等核受体依赖的转录调控影响炎症酶和炎症因子等基因的表达。可以预见,随着研究的不断深入,DHA抗炎分子机制的更多细节将被阐明,这不仅有助于从分子水平理解其药理作用,也将为开发基于DHA的抗炎新策略提供重要理论基础和实验依据。
参考文献:
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