ω—3多不飽和脂肪酸免疫調(diào)控作用的研究進(jìn)展

李孟偉

摘要：本文總結(jié)了ω-3多不飽和脂肪酸調(diào)控機(jī)體免疫功能及其對信號通路的影響，揭示其作用機(jī)理，同時對其在飼料中的應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)和展望。

關(guān)鍵詞：ω-3PUFAs、免疫、基因表達(dá)

脂肪酸的基本結(jié)構(gòu)由碳鏈構(gòu)成，根據(jù)碳鏈中是否含雙鍵和雙鍵的數(shù)目，可分為飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸（PUFA）。根據(jù)PUFA結(jié)構(gòu)中甲基端第一個不飽和雙鍵所聯(lián)結(jié)碳原子位置的不同，可以分為ω-3、ω-6、ω-9等系列。PUFA不僅具有氧化供能的作用，還是細(xì)胞膜磷脂的組成成分，二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA）是ω-3多不飽和脂肪酸（PUFAs）的兩種活性形式，深海魚和魚油中含量豐富。PUFA中含有機(jī)體所需的必需脂肪酸，當(dāng)PUFA攝入量不足時，會造成必需脂肪酸缺乏，影響免疫器官的正常發(fā)育和細(xì)胞的正常代謝功能，從而影響抗體的合成。當(dāng)PUFA攝入過多時，免疫細(xì)胞膜磷脂中PUFA的含量也增加，使膜磷脂的不飽和度增加，脂質(zhì)過氧化作用增強(qiáng)，導(dǎo)致細(xì)胞膜的損傷，免疫細(xì)胞的功能也會受到影響。ω-3多不飽和脂肪酸是營養(yǎng)免疫因子的重要組成部分，近期的研究發(fā)現(xiàn)，不同比例的n-6/n-3 PUFA日糧對雞法氏囊指數(shù)和脾臟指數(shù)有顯著影響，隨著 n-6/n-3 PUFA的降低，法氏囊指數(shù)和脾臟指數(shù)明顯升高，這表明添加n-3 PUFA可促進(jìn)免疫器官的發(fā)育，影響機(jī)體的免疫功能。本文就ω-3多不飽和脂肪酸對機(jī)體體液免疫、細(xì)胞免疫、細(xì)胞因子以及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和基因表達(dá)的影響做一綜述。

1. ω-3 PUFAs對機(jī)體體液免疫的影響

體液免疫指B細(xì)胞在T細(xì)胞輔助下，接受抗原刺激后形成效應(yīng)B細(xì)胞和記憶細(xì)胞，效應(yīng)B細(xì)胞產(chǎn)生的具有專一性的抗體與相應(yīng)抗原特異性結(jié)合后完成的免疫反應(yīng)?？贵w是介導(dǎo)體液免疫的免疫分子，血清抗體效價則是反應(yīng)機(jī)體體液免疫功能的主要指標(biāo)，PUFA對動物體液免疫的影響主要表現(xiàn)在對免疫球蛋白（Ig）表達(dá)水平的影響。試驗(yàn)表明，在產(chǎn)蛋雞日糧中添加PUFA可以改善動物體液免疫水平，提高抗體效價。Fritsche等研究發(fā)現(xiàn)，在肉仔雞日糧中添加7%的魚油，與添加相同量的玉米油和動物飽和油脂相比，能顯著提高血液中抗綿羊紅細(xì)胞抗體效價。而BeliE等的研究則認(rèn)為給大鼠喂服 DHA并不能顯著改變黏膜及全身免疫反應(yīng)，可能是過氧化反應(yīng)對細(xì)胞膜產(chǎn)生了損害，影響了細(xì)胞的正常功能。

2. ω-3 PUFAs對機(jī)體細(xì)胞免疫的影響

PUFA對細(xì)胞免疫的影響表現(xiàn)為對免疫細(xì)胞膜上的受體分子表達(dá)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而影響細(xì)胞免疫。李秋榮等用EPA處理T細(xì)胞研究膜脂肪微區(qū)域與可溶膜的脂肪酸組成和磷脂分子脂肪酸?；〈鶊F(tuán)的構(gòu)成，從而改變細(xì)胞膜區(qū)域的脂肪環(huán)境，發(fā)揮其免疫調(diào)節(jié)機(jī)能。

由于免疫細(xì)胞膜磷脂中磷脂酸組成受飼料中脂肪酸種類和飽和度影響，當(dāng)飼料中PUFA含量增加時膜磷脂不飽和程度也隨之增高。因此，長期飼用也會對機(jī)體免疫功能產(chǎn)生抑制作用，原因是免疫細(xì)胞的功能是由細(xì)胞正常的膜結(jié)構(gòu)決定的，而脂質(zhì)過氧化對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生不良影響。Sander等試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，飼喂魚油的大鼠比飼喂玉米油、紅花油、椰子油的大鼠的淋巴結(jié)和淋巴細(xì)胞表面T細(xì)胞抗原受體、分化抗原2（cluster of differentiation 2，CD2）、分化抗原4（CD4）、分化抗原8（CD8）和白細(xì)胞功能相關(guān)抗原（LFA-1）的表達(dá)水平有所降低。Merzouk等[7]通過離體和在體試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，EPA和DHA可以明顯抑制T細(xì)胞分泌IL-2。

ω-3 PUFAs不僅抑制各種組織來源淋巴細(xì)胞的增殖，還可影響其抗原遞呈功能，單核細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞（DC）抗原遞呈功能也受到抑制。給大鼠喂服飽和脂肪酸或ω-3 PUFAs 6周， 發(fā)現(xiàn)服ω-3 PUFAs組大鼠DC的CD40、CD80 、CD86及 MHCII等表型明顯下調(diào)，抗原遞呈功能也受到明顯影響。DC是迄今發(fā)現(xiàn)的功能最強(qiáng)的專職抗原遞呈細(xì)胞（APC），具有刺激初始T細(xì)胞增殖、啟動機(jī)體免疫反應(yīng)并決定免疫應(yīng)答方向的功能，其成熟狀態(tài)在激活免疫排斥或誘導(dǎo)免疫耐受方面具有重要作用。汪灝等對ω-3 PUFAs對DC表型和功能的抑制作用進(jìn)行了研究，證明EPA或DHA可以在體外抑制DC免疫表型的表達(dá)及細(xì)胞因子的釋放，降低其刺激T細(xì)胞增殖的能力。ω-3 PUFAs通過抑制抗原遞呈細(xì)胞發(fā)揮抗原遞呈作用從而抑制細(xì)胞免疫，免疫細(xì)胞膜上這些受體和分子的表達(dá)減少，使淋巴細(xì)胞免疫應(yīng)答中抗原的遞呈、信號的活化、淋巴細(xì)胞的增殖與激活及T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)受到抑制，從而降低了T細(xì)胞和NK細(xì)胞活性。Fan等的實(shí)驗(yàn)表明，喂飼魚油2周可使鼠脾CD3+T細(xì)胞膜脂筏構(gòu)成成份發(fā)生改變，主要表現(xiàn)為鞘磷脂含量降低約30%，磷脂酰乙醇胺中各種n-3PUFA含量普遍增加，磷脂酰膽堿中花生四烯酸明顯下降。這些改變可能是阻礙蛋白激酶CH被募集至脂筏的主要原因，并因此使得CD4+T細(xì)胞NF-JB和AP-1的激活被抑制，IL-2的合成降低，最終T細(xì)胞增殖受到抑制。

3. ω-3 PUFAs對細(xì)胞因子的影響

細(xì)胞因子是機(jī)體在炎癥和免疫應(yīng)答過程中，由免疫細(xì)胞產(chǎn)生的一類具有免疫調(diào)節(jié)效應(yīng)的小分子多肽或蛋白質(zhì)。實(shí)驗(yàn)表明，長期攝入低水平的ω-3 PUFAs可抑制IL-1、TNF和IL-2細(xì)胞因子的產(chǎn)生。哺乳動物缺乏ω-3 PUFAs會降低淋巴細(xì)胞增殖、IL-2的產(chǎn)生。Fritsche等研究表明，在給感染李斯特菌的小鼠飼喂富含ω-3 PUFAs的日糧時，脾臟組織IL-2、IL-12、IL-1B、IFN-C的mRNA表達(dá)顯著下降。說明ω-3 PUFAs能夠通過改變信號傳遞或細(xì)胞因子的基因表達(dá)、蛋白質(zhì)翻譯等過程調(diào)節(jié)細(xì)胞因子的分泌和產(chǎn)量，進(jìn)而影響機(jī)體的免疫功能。curtis等應(yīng)用多種脂肪酸添加培養(yǎng)基，對骨關(guān)節(jié)炎的軟骨組織進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，ω-3多不飽和脂肪酸能夠減少多種內(nèi)源性IL-1誘導(dǎo)的細(xì)胞因子表達(dá)，而其他脂肪酸則沒有這樣的作用。

在免疫應(yīng)答情況下，單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞會產(chǎn)生大量細(xì)胞因子如TNF、IL-1和IL-6，這些細(xì)胞因子在機(jī)體感染情況下是有益的，但是過度表達(dá)對機(jī)體有害。ω-3多不飽和脂肪酸能夠?qū)@些炎性細(xì)胞因子的分泌起到抑制作用，從而降低病理性炎性反應(yīng)。田明等研究結(jié)果顯示，對于急性胰腺炎大鼠模型應(yīng)用魚油后血清IL-1、IL-18、IL-10、TNF濃度水平均較其他試驗(yàn)組降低IL-10/TNF也明顯降低接近對照組，提示ω-3多不飽和脂肪酸具有一定的抑制炎癥反應(yīng)作用。

4. ω-3 PUFAs介導(dǎo)信號通路和基因表達(dá)的作用

細(xì)胞外的各種信息物質(zhì)，通過跨膜受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑將信號傳入細(xì)胞內(nèi)，造成細(xì)胞內(nèi)信號分子的級聯(lián)反應(yīng)，最后導(dǎo)致細(xì)胞行為的改變。ω-3 PUFAs除了作為甘油二脂的組成外，可能通過影響第二信使（甘油二脂及神經(jīng)酰胺）的產(chǎn)生或作為調(diào)節(jié)因子調(diào)節(jié)受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，最后影響基因表達(dá)。細(xì)胞內(nèi)信號MAPK激酶參與了內(nèi)毒素刺激炎癥介質(zhì)的表達(dá)。在真核生物中，已確定出四條MAPK信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，即ERK通路、JNK通路、p38通路和ERK5通路，大量資料證實(shí)，細(xì)菌內(nèi)毒素與其受體結(jié)合后，可通過細(xì)胞內(nèi)酪氨酸激酶或G蛋白耦聯(lián)的信號途徑激活細(xì)胞內(nèi)MAPK激酶，最終導(dǎo)致各種轉(zhuǎn)錄因子的核轉(zhuǎn)錄。ω-3 PUFAs能抑制MAPK的活性，影響信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)，抑制炎性因子基因的表達(dá)。Zhao等發(fā)現(xiàn)，EPA可使人體外周血單核細(xì)胞TNF-A、IL-2mRNA表達(dá)水平顯著降低，淋巴細(xì)胞增殖減弱，MAPK家族的c-JunN-末端蛋白酶活化受抑，轉(zhuǎn)錄因子AP-1活性降低，而p38激酶活性不變。這些研究揭示，ω-3 PUFAs對炎癥疾病治療功效的分子機(jī)制包括通過絲裂原活化的蛋白激酶信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑來調(diào)節(jié)炎癥相關(guān)基因的表達(dá)。

ω-3 PUFAs對基因表達(dá)的調(diào)控過程中核轉(zhuǎn)錄因子（NF-JB）和過氧化物酶體增殖物激活受體（PPAR）起關(guān)鍵的作用，ω-3 PUFAs可通過信號途徑或直接作用于這兩個轉(zhuǎn)錄因子來調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄，近年來更多研究表明，NF-JB參與了ω-3 PUFAs調(diào)控炎癥反應(yīng)的機(jī)制。Novak等發(fā)現(xiàn)，ω-3 PUFAs體外培養(yǎng)鼠巨噬細(xì)胞，能降低LPS誘導(dǎo)的NF-JB活化，與抑制I-JB在絲氨酸32位點(diǎn)的磷酸化相關(guān)。PPAR不僅存在于肝和腎組織，而且還存在于炎性細(xì)胞，能作用于許多細(xì)胞反應(yīng)，如細(xì)胞增殖、炎癥和凋亡。EPA和DHA能增加腎小管上皮細(xì)胞內(nèi)PPAR表達(dá)，降低炎癥介質(zhì)產(chǎn)生，PPAR阻斷劑使用后，會抑制EPA和DHA的抗炎作用。

夏兆剛等選用60只40周齡的產(chǎn)蛋雞，研究日糧中添加PUFA比例對產(chǎn)蛋雞脾臟組織IL-2水平、單核細(xì)胞膜脂質(zhì)脂肪酸組成以及IFN-y基因表達(dá)的影響。結(jié)果表明，脾臟IL-2水平隨著日糧中n-3/n-6比值的下降顯著增加，脾臟單核細(xì)胞膜脂肪酸組成和比例能夠反應(yīng)日糧PUFA的組成和比例、脾臟組織IFN-y的mRNA表達(dá)量，說明日糧中不同PUFA比例有可能通過改變細(xì)胞因子基因表達(dá)以及免疫細(xì)胞膜脂質(zhì)脂肪酸組成對機(jī)體的免疫功能產(chǎn)生影響。ω-3 PUFAs除直接影響基因表達(dá)外，還可通過間接作用下調(diào)免疫系統(tǒng)活性，郭曉云研究結(jié)果表明，ω-3多不飽和脂肪酸對2條免疫功能蛋白基因免疫球蛋白Eβ亞單位、免疫球蛋白γ-2a重鏈的表達(dá)均起到下調(diào)作用。

少量添加不飽和脂肪酸對免疫系統(tǒng)具有促進(jìn)作用，左然濤研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)飼料DHA/EPA由0.61升高至3.04時，大黃魚幼魚肝臟TLR22表達(dá)量顯著升高至最大水平（P<0.05），之后隨著DHA/EPA進(jìn)一步升高而降低（P>0.05），肝臟MyD88表達(dá)量在DHA/EPA為 1.54、2.17、3.04和3.88 時分別較對照組提高約0.39倍、0.41倍、0.80倍和1.06倍。

5. 小結(jié)

ω-3 PUFAs及其代謝產(chǎn)物還具有另外一些影響免疫細(xì)胞活性的作用，包括促進(jìn)單核細(xì)胞的凋亡，降低嗜中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞的吞噬作用，抑制淋巴細(xì)胞激活和抑制相應(yīng)免疫細(xì)胞表達(dá)免疫分子等。隨著營養(yǎng)學(xué)和分子生物學(xué)的發(fā)展進(jìn)步，利用營養(yǎng)-基因互作關(guān)系，揭示其調(diào)控機(jī)體免疫機(jī)理，通過向飼料中添加ω-3 PUFAs調(diào)控動物生產(chǎn)性能，可有效提高生產(chǎn)效益。

參考文獻(xiàn)（略）