ω—3多不飽和脂肪酸免疫調控作用的研究進展

李孟偉

摘要：本文總結了ω-3多不飽和脂肪酸調控機體免疫功能及其對信號通路的影響，揭示其作用機理，同時對其在飼料中的應用進行了總結和展望。

關鍵詞：ω-3PUFAs、免疫、基因表達

脂肪酸的基本結構由碳鏈構成，根據碳鏈中是否含雙鍵和雙鍵的數目，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PUFA結構中甲基端第一個不飽和雙鍵所聯結碳原子位置的不同，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中含有機體所需的必需脂肪酸，當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育和細胞的正常代謝功能，從而影響抗體的合成。當PUFA攝入過多時，免疫細胞膜磷脂中PUFA的含量也增加，使膜磷脂的不飽和度增加，脂質過氧化作用增強，導致細胞膜的損傷，免疫細胞的功能也會受到影響。ω-3多不飽和脂肪酸是營養免疫因子的重要組成部分，近期的研究發現，不同比例的n-6/n-3 PUFA日糧對雞法氏囊指數和脾臟指數有顯著影響，隨著 n-6/n-3 PUFA的降低，法氏囊指數和脾臟指數明顯升高，這表明添加n-3 PUFA可促進免疫器官的發育，影響機體的免疫功能。本文就ω-3多不飽和脂肪酸對機體體液免疫、細胞免疫、細胞因子以及信號轉導和基因表達的影響做一綜述。

1. ω-3 PUFAs對機體體液免疫的影響

體液免疫指B細胞在T細胞輔助下，接受抗原刺激后形成效應B細胞和記憶細胞，效應B細胞產生的具有專一性的抗體與相應抗原特異性結合后完成的免疫反應。抗體是介導體液免疫的免疫分子，血清抗體效價則是反應機體體液免疫功能的主要指標，PUFA對動物體液免疫的影響主要表現在對免疫球蛋白（Ig）表達水平的影響。試驗表明，在產蛋雞日糧中添加PUFA可以改善動物體液免疫水平，提高抗體效價。Fritsche等研究發現，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胞抗體效價。而BeliE等的研究則認為給大鼠喂服 DHA并不能顯著改變黏膜及全身免疫反應，可能是過氧化反應對細胞膜產生了損害，影響了細胞的正常功能。

2. ω-3 PUFAs對機體細胞免疫的影響

PUFA對細胞免疫的影響表現為對免疫細胞膜上的受體分子表達進行調節，從而影響細胞免疫。李秋榮等用EPA處理T細胞研究膜脂肪微區域與可溶膜的脂肪酸組成和磷脂分子脂肪酸酰基取代基團的構成，從而改變細胞膜區域的脂肪環境，發揮其免疫調節機能。

由于免疫細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，長期飼用也會對機體免疫功能產生抑制作用，原因是免疫細胞的功能是由細胞正常的膜結構決定的，而脂質過氧化對細胞膜結構和功能產生不良影響。Sander等試驗發現，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和淋巴細胞表面T細胞抗原受體、分化抗原2（cluster of differentiation 2，CD2）、分化抗原4（CD4）、分化抗原8（CD8）和白細胞功能相關抗原（LFA-1）的表達水平有所降低。Merzouk等[7]通過離體和在體試驗發現，EPA和DHA可以明顯抑制T細胞分泌IL-2。

ω-3 PUFAs不僅抑制各種組織來源淋巴細胞的增殖，還可影響其抗原遞呈功能，單核細胞和樹突狀細胞（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， 發現服ω-3 PUFAs組大鼠DC的CD40、CD80 、CD86及 MHCII等表型明顯下調，抗原遞呈功能也受到明顯影響。DC是迄今發現的功能最強的專職抗原遞呈細胞（APC），具有刺激初始T細胞增殖、啟動機體免疫反應并決定免疫應答方向的功能，其成熟狀態在激活免疫排斥或誘導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行了研究，證明EPA或DHA可以在體外抑制DC免疫表型的表達及細胞因子的釋放，降低其刺激T細胞增殖的能力。ω-3 PUFAs通過抑制抗原遞呈細胞發揮抗原遞呈作用從而抑制細胞免疫，免疫細胞膜上這些受體和分子的表達減少，使淋巴細胞免疫應答中抗原的遞呈、信號的活化、淋巴細胞的增殖與激活及T細胞介導的免疫反應受到抑制，從而降低了T細胞和NK細胞活性。Fan等的實驗表明，喂飼魚油2周可使鼠脾CD3+T細胞膜脂筏構成成份發生改變，主要表現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細胞NF-JB和AP-1的激活被抑制，IL-2的合成降低，最終T細胞增殖受到抑制。

3. ω-3 PUFAs對細胞因子的影響

細胞因子是機體在炎癥和免疫應答過程中，由免疫細胞產生的一類具有免疫調節效應的小分子多肽或蛋白質。實驗表明，長期攝入低水平的ω-3 PUFAs可抑制IL-1、TNF和IL-2細胞因子的產生。哺乳動物缺乏ω-3 PUFAs會降低淋巴細胞增殖、IL-2的產生。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表達顯著下降。說明ω-3 PUFAs能夠通過改變信號傳遞或細胞因子的基因表達、蛋白質翻譯等過程調節細胞因子的分泌和產量，進而影響機體的免疫功能。curtis等應用多種脂肪酸添加培養基，對骨關節炎的軟骨組織進行細胞培養，結果發現，ω-3多不飽和脂肪酸能夠減少多種內源性IL-1誘導的細胞因子表達，而其他脂肪酸則沒有這樣的作用。

在免疫應答情況下，單核細胞和巨噬細胞會產生大量細胞因子如TNF、IL-1和IL-6，這些細胞因子在機體感染情況下是有益的，但是過度表達對機體有害。ω-3多不飽和脂肪酸能夠對這些炎性細胞因子的分泌起到抑制作用，從而降低病理性炎性反應。田明等研究結果顯示，對于急性胰腺炎大鼠模型應用魚油后血清IL-1、IL-18、IL-10、TNF濃度水平均較其他試驗組降低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作用。

4. ω-3 PUFAs介導信號通路和基因表達的作用

細胞外的各種信息物質，通過跨膜受體介導的信號轉導途徑將信號傳入細胞內，造成細胞內信號分子的級聯反應，最后導致細胞行為的改變。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（甘油二脂及神經酰胺）的產生或作為調節因子調節受體介導的信號轉導途徑，最后影響基因表達。細胞內信號MAPK激酶參與了內毒素刺激炎癥介質的表達。在真核生物中，已確定出四條MAPK信號轉導通路，即ERK通路、JNK通路、p38通路和ERK5通路，大量資料證實，細菌內毒素與其受體結合后，可通過細胞內酪氨酸激酶或G蛋白耦聯的信號途徑激活細胞內MAPK激酶，最終導致各種轉錄因子的核轉錄。ω-3 PUFAs能抑制MAPK的活性，影響信號的轉導，抑制炎性因子基因的表達。Zhao等發現，EPA可使人體外周血單核細胞TNF-A、IL-2mRNA表達水平顯著降低，淋巴細胞增殖減弱，MAPK家族的c-JunN-末端蛋白酶活化受抑，轉錄因子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制包括通過絲裂原活化的蛋白激酶信號轉導途徑來調節炎癥相關基因的表達。

ω-3 PUFAs對基因表達的調控過程中核轉錄因子（NF-JB）和過氧化物酶體增殖物激活受體（PPAR）起關鍵的作用，ω-3 PUFAs可通過信號途徑或直接作用于這兩個轉錄因子來調節基因轉錄，近年來更多研究表明，NF-JB參與了ω-3 PUFAs調控炎癥反應的機制。Novak等發現，ω-3 PUFAs體外培養鼠巨噬細胞，能降低LPS誘導的NF-JB活化，與抑制I-JB在絲氨酸32位點的磷酸化相關。PPAR不僅存在于肝和腎組織，而且還存在于炎性細胞，能作用于許多細胞反應，如細胞增殖、炎癥和凋亡。EPA和DHA能增加腎小管上皮細胞內PPAR表達，降低炎癥介質產生，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周齡的產蛋雞，研究日糧中添加PUFA比例對產蛋雞脾臟組織IL-2水平、單核細胞膜脂質脂肪酸組成以及IFN-y基因表達的影響。結果表明，脾臟IL-2水平隨著日糧中n-3/n-6比值的下降顯著增加，脾臟單核細胞膜脂肪酸組成和比例能夠反應日糧PUFA的組成和比例、脾臟組織IFN-y的mRNA表達量，說明日糧中不同PUFA比例有可能通過改變細胞因子基因表達以及免疫細胞膜脂質脂肪酸組成對機體的免疫功能產生影響。ω-3 PUFAs除直接影響基因表達外，還可通過間接作用下調免疫系統活性，郭曉云研究結果表明，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重鏈的表達均起到下調作用。

少量添加不飽和脂肪酸對免疫系統具有促進作用，左然濤研究發現當飼料DHA/EPA由0.61升高至3.04時，大黃魚幼魚肝臟TLR22表達量顯著升高至最大水平（P<0.05），之后隨著DHA/EPA進一步升高而降低（P>0.05），肝臟MyD88表達量在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

ω-3 PUFAs及其代謝產物還具有另外一些影響免疫細胞活性的作用，包括促進單核細胞的凋亡，降低嗜中性粒細胞和單核細胞的吞噬作用，抑制淋巴細胞激活和抑制相應免疫細胞表達免疫分子等。隨著營養學和分子生物學的發展進步，利用營養-基因互作關系，揭示其調控機體免疫機理，通過向飼料中添加ω-3 PUFAs調控動物生產性能，可有效提高生產效益。

參考文獻（略）