樊 磊，莘 余，尤留超，田欣宇，羅 皓，王 辛，張婷婷，沈留紅

(四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院, 成都 611130)

脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)又稱內(nèi)毒素(endotoxin)，是革蘭陰性菌細(xì)胞壁的主要成分，由多糖O抗原、核心多糖和類脂A三部分組成，僅在細(xì)菌裂解后釋放，可誘發(fā)機(jī)體炎癥反應(yīng)和免疫應(yīng)答[1-2]，進(jìn)一步引起一系列代謝性疾病，如糖代謝異常引起2型糖尿病，脂代謝異常引起酮病、脂肪肝和肥胖，最終導(dǎo)致奶牛生產(chǎn)性能下降[3-4]。在這個(gè)過(guò)程中，LPS作為引起炎癥反應(yīng)并改變機(jī)體多種糖脂代謝相關(guān)激素和脂肪因子水平的重要致病因素，進(jìn)一步研究其導(dǎo)致糖脂代謝異常相關(guān)機(jī)制十分必要。本文綜述了LPS與炎癥反應(yīng)和糖脂代謝相互作用關(guān)系及其導(dǎo)致糖脂代謝異常作用機(jī)制，為L(zhǎng)PS致奶牛糖脂代謝異常機(jī)理研究提供參考。

1 LPS的來(lái)源

LPS在環(huán)境中普遍存在，空氣塵?？勺鳛榧?xì)菌LPS傳播載體，易被動(dòng)物吸入機(jī)體；飼料和水中也可檢測(cè)到不同濃度的LPS[5]。近年來(lái)，奶牛革蘭陰性細(xì)菌病呈多發(fā)態(tài)勢(shì)。乳房炎、子宮內(nèi)膜炎和蹄葉炎等，以及各種原因引起的腸道菌群失調(diào)，如便秘、腹瀉等，均會(huì)引起體內(nèi)LPS升高，尤其是采用大劑量抗生素治療時(shí)，革蘭陰性菌裂解死亡，進(jìn)而釋放LPS[6-9]。此外，各種反芻動(dòng)物前胃疾病，如前胃遲緩、瘤胃積食和瘤胃酸中毒等會(huì)破壞瘤胃微生態(tài)平衡，誘導(dǎo)革蘭陰性菌崩解釋放LPS，引起瘤胃內(nèi)LPS濃度升高，是奶牛體內(nèi)LPS的重要內(nèi)源性來(lái)源[10-12]?？傊琇PS來(lái)源廣泛，對(duì)奶牛健康存在很大威脅。

2 LPS的致炎作用及其機(jī)制

由于LPS主要毒性中心和生物活性部分類脂A高度保守，且無(wú)種屬差異，故不同細(xì)菌LPS毒性作用大致相同[13]。LPS侵入機(jī)體，與巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和上皮細(xì)胞等表面Toll樣受體4(toll-like receptor 4，TLR4)結(jié)合，激活下游信號(hào)通路，刺激腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)、白細(xì)胞介素-1β(interleukin-1β，IL-1β)和白細(xì)胞介素-6(interleukin-6，IL-6)等炎癥因子產(chǎn)生，引起炎癥反應(yīng)[14-15]。體外研究同樣發(fā)現(xiàn)，LPS可激活奶牛原代肝細(xì)胞、乳腺上皮細(xì)胞和子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞炎癥通路，刺激炎癥因子生成，誘導(dǎo)細(xì)胞和組織炎癥[6,16-17]。

LPS主要通過(guò)誘導(dǎo)信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)最終激活核轉(zhuǎn)錄因子-κB(nuclear transcription factor kappa B，NF-κB)和有絲分裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases，MAPKs)等信號(hào)通路[18]。LPS侵入機(jī)體后，首先與血清脂多糖結(jié)合蛋白(lipopolysaccharide-binding protein，LBP)結(jié)合，形成LPS-LBP復(fù)合物，增強(qiáng)LPS生物活性，然后以二聚體復(fù)合物形式結(jié)合到細(xì)胞表面分化抗原簇14(cluster of differentiation 14，CD14)分子上，形成LPS-LBP-CD14三聯(lián)體復(fù)合物，進(jìn)一步識(shí)別并結(jié)合TLR4-髓樣分化蛋白-2(myeloid differentiation protein-2，MD-2)[19-20]，由此將信號(hào)由胞外傳至胞內(nèi)。TLR4再與其接頭蛋白TIR-相關(guān)蛋白(MyD88-adaptor-like/TIR-associated protein，MAL/TIRAP)結(jié)合，通過(guò)TLR4適配蛋白髓樣分化因子88(myeloid differentiation factor 88，MyD88)依賴或非依賴途徑最終激活NF-κB[21-22]，依賴途徑包括經(jīng)典NF-κB信號(hào)通路和MAPKs信號(hào)通路，主要參與炎癥早期激活。

2.1 經(jīng)典NF-κB信號(hào)通路

正常情況下NF-κB在胞質(zhì)中與NF-κB抑制蛋白(inhibitor of NF-κB，IκB)結(jié)合形成NF-κB-IκB二聚體復(fù)合物，并受其抑制而處于非活化狀態(tài)，只有當(dāng)IκB被IκB激酶(IκB kinase，IKK)磷酸化后才可發(fā)揮下游作用[23]。TIRAP募集MyD88后結(jié)合白介素受體相關(guān)激酶(interleukin receptor associated kinase，IRAK)，包括IRAK-1和IRAK-4，啟動(dòng)NF-κB活化[24]。首先，IRAK-1自發(fā)磷酸化產(chǎn)生超磷酸化IRAK-1，結(jié)合并激活TNF受體相關(guān)因子-6(TNF-receptor associated factor 6，TRAF-6)。TRAF-6再與TAK-1結(jié)合蛋白-1(TAK-1 binding protein-1，TAB-1)和TAB-2復(fù)合物中TAB-2結(jié)合，激活轉(zhuǎn)移生長(zhǎng)因子-β激活激酶-1(transforming growth factor-β activated kinase，TAK-1)，進(jìn)而作為NF-κB和MAPKs通路的共同輔助激活酶。TAK-1活化后激活I(lǐng)KK復(fù)合物，其包括兩個(gè)催化亞基：IKKα和IKKβ激酶，一個(gè)調(diào)節(jié)亞基NEMO(nuclear factor-kappa B essential modulator)/IKKγ，NEMO/IKKγ先與泛素鏈結(jié)合，募集IKK到達(dá)TAK-1，再磷酸化IKKβ，進(jìn)而活化IKK復(fù)合物，使IκB發(fā)生磷酸化修飾，進(jìn)一步脫顆粒從NF-κB-IκB復(fù)合物中解離，然后發(fā)生泛素化修飾后被蛋白酶體降解。解離后的NF-κB活化并轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核，結(jié)合DNA中同源位點(diǎn)并啟動(dòng)編碼IL-6、IL-1、TNF-α的基因轉(zhuǎn)錄，最終誘導(dǎo)炎癥因子釋放[25-27]。

2.2 MAPKs信號(hào)通路

目前發(fā)現(xiàn)MAPKs信號(hào)通路有三條下游通路：胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1/2(extracellular signal-regulated kinase，ERK1/2)、c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase，JNK)和p38 MAPK信號(hào)通路。TAK-1亦能磷酸化MAPK激酶(mitogen-activated protein kinase kinase，MKK)家族成員，激活下游通路。在ERK1/2信號(hào)激活過(guò)程中，RAS作為上游激活蛋白，通過(guò)三級(jí)激酶級(jí)聯(lián)激活方式依次激活RAF/MEK/ERK，引起細(xì)胞分泌大量IL-1β、TNF-α、IL-17等炎癥因子；同樣，JNK和p38 MAPK信號(hào)通路激活后，也會(huì)引起大量炎癥因子釋放，如IL-1β、IL-6和TNF-α等[27-28]。

2.3 MyD88非依賴途徑

MyD88非依賴途徑通過(guò)包含Toll/白細(xì)胞介素-1受體的IFN-β誘導(dǎo)蛋白(TIR-domain-containing adapter inducing IFN-β，TRIF)和TRIF相關(guān)接頭蛋白分子(TRIF-related adaptor molecule，TRAM)作為銜接分子激活下游信號(hào)通路，導(dǎo)致NF-κB延遲激活。當(dāng)信號(hào)傳至胞內(nèi)，TLR4與TRIF和TRAM結(jié)合，TRIF進(jìn)一步與另一接頭分子受體相互作用蛋白1(receptor-interacting protein，RIP1)結(jié)合并激活TRAF-6，再通過(guò)MyD88依賴途徑相同過(guò)程激活NF-κB，并易位到細(xì)胞核誘導(dǎo)相關(guān)炎癥因子產(chǎn)生。此外，TRIF還可激活I(lǐng)RF-3和IRF-7，誘導(dǎo)包括IFN-β在內(nèi)的一系列基因的轉(zhuǎn)錄。活化的TRIF激活I(lǐng)KKε/IKKi和TANK結(jié)合蛋白-1(TANK-binding protein 1，TBK-1)，兩者可作為IRF-3/IRF-7激酶，并與之結(jié)合，形成TRIF、TBK-1、IKK和IRF-3/IRF-7復(fù)合體，使IRF-3/IRF-7磷酸化并活化，進(jìn)而與干擾素敏感反應(yīng)元件(interferon-sensitive response element，ISRE)結(jié)合，啟動(dòng)IFN-β基因轉(zhuǎn)錄，IFN-β又能激活信號(hào)轉(zhuǎn)錄與轉(zhuǎn)錄激活子1(STAT1)，誘導(dǎo)IFN基因進(jìn)一步表達(dá)[23,29-30]。

綜上所述，LPS進(jìn)入機(jī)體后與巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和上皮細(xì)胞表面TLR4作用，激活NF-κB/MAPKs/TBK1-IRF3信號(hào)通路，通過(guò)信號(hào)級(jí)聯(lián)放大反應(yīng)，最終誘導(dǎo)TNF-α、IL-1、IL-6和IFN-β等炎癥因子的合成和分泌，引發(fā)炎癥反應(yīng)，具體調(diào)控機(jī)制見(jiàn)圖1。

圖1 LPS致炎信號(hào)通路

3 LPS炎癥與糖脂代謝異常的關(guān)系

LPS是一種強(qiáng)烈炎癥刺激物，可致機(jī)體廣泛出現(xiàn)炎癥，而炎癥又與代謝性疾病存在密切聯(lián)系，可引起機(jī)體發(fā)生胰島素抵抗、2型糖尿病、酮病和肥胖等[3，31-32]。在LPS炎癥與上述代謝性疾病過(guò)程中，糖脂代謝異常發(fā)揮了重要作用。糖代謝異常是指多種原因引起的胰島素分泌和作用障礙，導(dǎo)致機(jī)體葡萄糖代謝和轉(zhuǎn)化功能異常，是多種疾病的病理和生理基礎(chǔ)，且兩者互為因果；脂代謝異常是指包括膽固醇(CHOL)、三酰甘油(TG)、磷脂(PL)和游離脂肪酸(FFA)等在內(nèi)的脂類物質(zhì)在體內(nèi)合成、分解、消化、吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)發(fā)生異常，使各組織中脂質(zhì)改變，從而影響機(jī)體健康。兩者都屬于病理過(guò)程，會(huì)給機(jī)體造成嚴(yán)重危害，甚至導(dǎo)致死亡。

4 LPS炎癥致糖代謝異常作用機(jī)制

炎癥可誘發(fā)應(yīng)激反應(yīng)和神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)功能紊亂，改變激素水平，進(jìn)一步影響糖代謝，這是機(jī)體對(duì)應(yīng)激最基本的響應(yīng)機(jī)制之一。應(yīng)激所致糖代謝異常多表現(xiàn)為血糖快速升高后維持在高水平，持續(xù)高血糖又會(huì)誘發(fā)慢性炎癥，從而構(gòu)成炎癥-應(yīng)激-高血糖-炎癥的惡性循環(huán)。而炎癥因子如TNF-α、IL-1β和IL-6等可引起下丘腦-垂體-靶腺軸功能變化，導(dǎo)致內(nèi)分泌紊亂，進(jìn)而影響糖脂代謝[33]。反芻動(dòng)物能量代謝主要受胰島素和胰高血糖素調(diào)控，胰島素通過(guò)促進(jìn)細(xì)胞對(duì)葡萄糖的攝取來(lái)調(diào)節(jié)碳水化合物代謝，維持正常血糖水平。炎癥引起胰島素抵抗，胰島素水平降低，胰高血糖素水平升高，導(dǎo)致機(jī)體糖代謝異常，血糖波動(dòng)明顯。胰島素在脂質(zhì)代謝中也發(fā)揮重要作用，可促進(jìn)脂肪合成，抑制脂肪分解，減少肝攝取FFA，提高組織酮體利用及降低肉堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶1(carnitine palmitoyl transferase 1，CPT-1)活性[34]，其參與脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)。此外，LPS會(huì)引起奶牛特別是泌乳高峰期奶牛能量負(fù)平衡[35]。在此過(guò)程中，機(jī)體分解大量體脂以合成乳脂，血液中大量FFA進(jìn)入肝用于氧化供能及合成TG，致肝大量TG蓄積，超過(guò)肝轉(zhuǎn)運(yùn)能力導(dǎo)致脂肪肝，出現(xiàn)酮血癥，并伴隨外周胰島素抵抗和胰島素水平降低的現(xiàn)象[35-36]。

MAPKs信號(hào)通路在調(diào)節(jié)胰島素分泌合成中具有重要作用。p38可加重胰島素抵抗，其家族成員p38δ是調(diào)節(jié)葡萄糖穩(wěn)態(tài)的重要因子，可抑制蛋白激酶D1(protein kinase D1，PKD1)磷酸化，影響胰島β細(xì)胞活性和胰島素分泌[37]。在脂肪組織中，p38激活可促進(jìn)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1(glucose transporter 1，GLUT1)表達(dá)并抑制GLUT4表達(dá)，GLUT1負(fù)責(zé)基礎(chǔ)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)，GLUT4負(fù)責(zé)胰島素依賴性葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)，進(jìn)而影響機(jī)體葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)[38]。JNK通路激活引起外周胰島素抵抗、胰島素分泌抑制、胰島β細(xì)胞凋亡增加[37]。ERK通路可能通過(guò)抑制胰島素受體底物1(insulin receptor substrate 1，IRS1)酪氨酸磷酸化和mRNA轉(zhuǎn)錄及影響脂肪因子分泌引起胰島素抵抗[39]。

上述研究提示，LPS誘發(fā)炎癥進(jìn)一步改變胰島素和胰高血糖素水平，引起奶牛能量負(fù)平衡，激活MAPKs信號(hào)通路，抑制胰島素分泌和GLUT4轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖，出現(xiàn)血糖升高和胰島素抵抗，進(jìn)而導(dǎo)致糖脂代謝異常。

5 LPS炎癥致脂代謝異常作用機(jī)制

高谷物或高脂日糧誘導(dǎo)奶牛瘤胃酸中毒研究發(fā)現(xiàn)，LPS通過(guò)影響內(nèi)源性乙酸和β-羥丁酸(BHBA)及外源性FFA和TG等乳脂合成前體物，從而降低乳脂合成和乳脂率，引起奶牛糖脂代謝紊亂[40-41]。進(jìn)一步研究表明，LPS主要是通過(guò)影響乳腺中乳脂合成的關(guān)鍵酶來(lái)調(diào)控組織中脂質(zhì)代謝過(guò)程。例如，LPS抑制脂肪酶活性，減弱對(duì)TG和極低密度脂蛋白的清除作用，進(jìn)而抑制乳腺吸收脂肪酸，不利于乳脂合成[42-43]。此外，乳腺灌注LPS后，奶牛血糖升高，F(xiàn)FA、BHBA和甘油含量降低[44]。

肝是機(jī)體代謝LPS的重要環(huán)節(jié)，LPS可活化肝巨噬細(xì)胞，產(chǎn)生iNOS、IL-1、IL-6和TNF-α等細(xì)胞因子，導(dǎo)致肝細(xì)胞凋亡并造成肝損傷，影響機(jī)體糖脂代謝，并刺激肝細(xì)胞產(chǎn)生血清淀粉樣蛋白A(serum amyloid A，SAA)，與LPS和脂蛋白形成復(fù)合物，阻礙脂肪轉(zhuǎn)運(yùn)，影響乳脂合成分泌[45]。奶牛靜脈注射或乳腺灌注LPS后，乳汁和血清SAA含量升高[46]。在泌乳期奶牛乳腺上皮細(xì)胞中同樣發(fā)現(xiàn)，LPS引起SAA表達(dá)明顯增加[47]。研究表明，牛奶中乳脂含量降低通常與亞急性瘤胃酸中毒(subacute ruminal acidosis，SARA)有關(guān)[48]，當(dāng)泌乳奶牛發(fā)生SARA時(shí)，外周血LPS含量升高，脂蛋白比降低，乳脂合成受到抑制[45]。此外，LPS還可改變?nèi)橹舅峤M成，降低乳糖含量[49]。

腺苷酸活化蛋白激酶(adenosine monophosphate-activated protein kinase，AMPK)信號(hào)通路在脂代謝中發(fā)揮重要作用，激活后可抑制脂質(zhì)合成，繼而影響乳汁乳脂含量，而乳脂含量對(duì)乳品質(zhì)具有重要意義，乳脂主要由TG(97%)和CHOL組成。LPS激活A(yù)MPK信號(hào)通路，抑制奶牛乳腺上皮細(xì)胞脂合成代謝關(guān)鍵基因表達(dá)，引起TG合成能力下降，組織中葡萄糖攝取和脂肪酸氧化增加[50]。究其原因，可能是因炎癥狀態(tài)下，奶牛乳腺上皮細(xì)胞首先將胞內(nèi)物質(zhì)經(jīng)轉(zhuǎn)換后用于抵抗細(xì)胞應(yīng)激，消耗大量乳脂前體物，進(jìn)而通過(guò)AMPK信號(hào)通路影響乳脂合成。此外，隨日糧精粗比提高，血漿BHBA和CHOL含量下降及乳酸含量增加與瘤胃LPS升高存在高度相關(guān)性[4]。一方面是由于血漿LPS誘導(dǎo)產(chǎn)生的急性期蛋白及乳酸、氨基酸等物質(zhì)的綜合影響導(dǎo)致CHOL含量降低；另一方面是由于外周高血糖影響肝細(xì)胞，使FFA經(jīng)生酮作用產(chǎn)生的BHBA含量減少，從而影響脂質(zhì)代謝[51]。Zebeli等[4]也發(fā)現(xiàn)奶牛發(fā)生SARA時(shí)，瘤胃液LPS大量進(jìn)入血液，引起炎癥反應(yīng)并活化免疫系統(tǒng)，刺激CHOL衍生為膽酸鹽，隨膽汁排入消化道，中和胃腸道過(guò)多LPS，導(dǎo)致血漿CHOL含量降低。

以上研究結(jié)果表明，LPS通過(guò)改變奶牛機(jī)體FFA、BHBA、TG和CHOL水平，誘導(dǎo)肝細(xì)胞損傷，刺激SAA分泌和激活A(yù)MPK信號(hào)通路等途徑，影響糖脂代謝過(guò)程。

6 脂肪因子與糖脂代謝異常的關(guān)系

脂肪組織產(chǎn)生的脂聯(lián)素(adiponectin)、瘦素(leptin)、抵抗素(resistin)、內(nèi)脂素(visfatin)和炎癥因子(TNF-α、IL-1β和IL-6)等脂肪因子同樣具有調(diào)節(jié)機(jī)體糖脂代謝功能，與能量代謝性疾病存在密切聯(lián)系。LPS刺激引起能量負(fù)平衡，為彌補(bǔ)能量缺口，奶牛動(dòng)員體脂供能，并改變脂肪因子分泌模式，導(dǎo)致脂肪肝發(fā)生[35, 52]，對(duì)患脂肪肝奶牛血清脂肪因子進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，TNF-α與IL-6水平上升，脂聯(lián)素和瘦素水平下降[53-54]。此外，圍產(chǎn)期奶牛血清脂聯(lián)素、瘦素、抵抗素、IL-6和TNF-α與酮病存在相關(guān)性，可作為酮病預(yù)警指標(biāo)的潛力[55-56]，暗示脂肪因子與糖脂代謝存在密切相關(guān)性。

炎癥因子中，TNF-α既可通過(guò)激活JNK通路使胰島素受體底物1(insulin receptor substrate，IRS1)絲氨酸磷酸化，又可通過(guò)激活p38和IKK通路抑制IRS1酪氨酸磷酸化，阻止GLUT4轉(zhuǎn)位，造成胰島素抵抗[57]。PPARγ是一種轉(zhuǎn)錄因子，可調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝相關(guān)基因表達(dá)，調(diào)控脂肪細(xì)胞中脂質(zhì)儲(chǔ)存、脂肪因子分泌和能量穩(wěn)態(tài)，增加肝和骨骼肌胰島素敏感性，抑制炎癥因子釋放，而TNF-α可抑制PPARγ轉(zhuǎn)錄，造成胰島素抵抗[58-59]。IL-6對(duì)IRS1、GLUT4和PPARγ存在長(zhǎng)效抑制作用，可抑制細(xì)胞因子信號(hào)轉(zhuǎn)錄抑制因子3(suppressor of cytokine signaling 3，SOCS3)表達(dá)。在體外，SOCS3是胰島素受體(insulin receptor，IR)自磷酸化抑制劑；在體內(nèi)，SOCS3通過(guò)泛素降解IRS1和IRS2產(chǎn)生胰島素抵抗[60]。磷脂酰肌醇3激酶(phosphatidylinositol 3 kinase，PI3K)通路在糖脂代謝中具有重要作用，其激活可促進(jìn)葡萄糖攝取、肝糖原合成、脂肪合成及脂聯(lián)素分泌以增強(qiáng)胰島素敏感性。IL-6可降低肝細(xì)胞中IRS1磷酸化水平，減少I(mǎi)RS1與PI3K的p58亞基結(jié)合，抑制依賴胰島素的蛋白激酶B(protein kinase B，Akt)活性，從而抑制PI3K通路。而IL-1β處理體外培養(yǎng)的脂肪細(xì)胞可使IR的β亞基和IRS1磷酸化，造成胰島素抵抗[61-62]。

脂聯(lián)素是一種具有促進(jìn)脂肪酸氧化，抑制脂質(zhì)合成，抑制糖原異生，改善胰島素抵抗和抑制炎癥反應(yīng)等一系列生理作用的脂肪因子[63]，是胰島素的增敏劑，發(fā)揮維持機(jī)體能量穩(wěn)態(tài)的重要作用。研究發(fā)現(xiàn)，脂聯(lián)素對(duì)奶牛能量負(fù)平衡敏感，其濃度與胰島素抵抗呈正相關(guān)[64]，與血清FFA、BHBA和TG含量呈負(fù)相關(guān)，而正常情況下BHBA又可作為反芻動(dòng)物脂質(zhì)生成過(guò)程中的能量來(lái)源和合成葡萄糖的前體物質(zhì)[65]，并與促炎因子存在互作效應(yīng)。TNF-α和IL-6可降低脂聯(lián)素mRNA表達(dá)；而脂聯(lián)素可抑制LPS誘導(dǎo)NF-κB激活和IL-6分泌，上調(diào)過(guò)氧化物酶增殖激活受體γ2(PPARγ2)表達(dá)，發(fā)揮降血糖、血脂和增加胰島素敏感性的作用[66]。

瘦素是一種由白色脂肪分泌的細(xì)胞因子，與糖脂代謝密切相關(guān)，可增加能量消耗，減少肝細(xì)胞葡萄糖釋放，并介導(dǎo)MAPKs和PI3K信號(hào)通路，增加胰島素敏感性，同時(shí)下調(diào)PPARγ表達(dá)以降低脂肪合成速率[67]。機(jī)體所產(chǎn)生的TNF-α和IL-6等炎癥因子可誘導(dǎo)瘦素水平升高，刺激胰島素生成，加重胰島素抵抗，且間接升高血脂水平，暗示瘦素可能在糖脂代謝中發(fā)揮中間作用。體外研究發(fā)現(xiàn)，瘦素通過(guò)牛原代肌細(xì)胞PI3K信號(hào)通路激活SOCS3，造成胰島素抵抗[68]。因此推測(cè)，LPS誘導(dǎo)胰島素抵抗和刺激炎癥因子生成，刺激瘦素分泌，引起糖脂代謝紊亂。

抵抗素是一類在脂肪細(xì)胞與M2巨噬細(xì)胞中合成且可誘導(dǎo)胰島素抵抗的脂肪因子，減弱胰島素對(duì)肝、脂肪、骨骼肌等外周組織的作用，導(dǎo)致葡萄糖攝取和利用效率下降[69]，引起機(jī)體糖脂代謝紊亂。研究發(fā)現(xiàn)，奶牛血糖和胰島素含量與抵抗素存在顯著線性關(guān)系，抵抗素水平降低會(huì)抑制乳腺上皮細(xì)胞對(duì)胰島素依賴性葡萄糖的攝取，造成胰島素抵抗，降低葡萄糖利用率。其還可促進(jìn)牛脂肪組織甘油生成和基因表達(dá)，參與脂質(zhì)代謝和沉積[70]，激活牛肺泡巨噬細(xì)胞TLR4/MyD88非依賴信號(hào)通路，釋放大量炎癥因子，包括TNF-α、IL-1β和IL-6[30]，進(jìn)而影響胰島素信號(hào)通路，改變糖脂代謝[61-62]。由此推測(cè)，LPS誘導(dǎo)炎癥并刺激抵抗素水平升高，共同促進(jìn)炎癥反應(yīng)，誘導(dǎo)機(jī)體胰島素抵抗，進(jìn)一步影響糖脂代謝過(guò)程。

內(nèi)脂素是由白色脂肪組織分泌的胰島素類似物，與糖脂代謝密切相關(guān)，可促進(jìn)脂肪分化、合成和聚集，增加胰島素合成和分泌及敏感性[71]，可能通過(guò)以下途徑改變糖脂代謝。內(nèi)脂素促進(jìn)Β細(xì)胞NF-κB因子表達(dá)，CD14巨噬細(xì)胞趨化作用及細(xì)胞因子合成功能，導(dǎo)致炎癥失衡。其異常增加可能是連接脂肪細(xì)胞與巨噬細(xì)胞相互作用的介質(zhì)，進(jìn)一步增強(qiáng)脂肪組織乃至全身炎癥反應(yīng)。LPS刺激下其血漿濃度升高，與血清IL-6水平顯著相關(guān)[72]，在胰島素抵抗與胰島素缺乏時(shí)，內(nèi)脂素表現(xiàn)出了胰島素樣降血糖作用，結(jié)合胰島素受體上的非胰島素結(jié)合位點(diǎn)，激活胰島素信號(hào)傳導(dǎo)通路，誘導(dǎo)葡萄糖向脂肪、肌肉細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)，抑制肝糖輸出，從而引起血糖降低[73]，是機(jī)體的一種保護(hù)措施。

綜上所述，LPS誘導(dǎo)炎癥并影響機(jī)體炎癥因子、脂聯(lián)素、瘦素、抵抗素和內(nèi)脂素等脂肪因子水平，改變機(jī)體糖脂代謝過(guò)程，致機(jī)體糖脂代謝異常。

7 小結(jié)與展望

LPS在引起奶牛機(jī)體炎癥的發(fā)生、發(fā)展和糖脂代謝紊亂過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。LPS與巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和上皮細(xì)胞等表面TLR4作用，通過(guò)MyD88依賴和非依賴途徑，逐級(jí)激活NF-κB和MAPKs等下游信號(hào)通路，刺激炎癥因子生成，引發(fā)炎癥反應(yīng)。炎癥進(jìn)一步引起奶牛機(jī)體糖脂代謝相關(guān)激素和脂肪因子水平發(fā)生改變，包括胰島素降低，胰高血糖素升高，脂聯(lián)素降低，瘦素、抵抗素和內(nèi)脂素升高，導(dǎo)致機(jī)體出現(xiàn)胰島素抵抗和高血糖癥，以及血清脂類物質(zhì)水平改變，包括FFA水平增加，BHBA、TG和CHOL含量下降等，最終導(dǎo)致機(jī)體表現(xiàn)為糖脂代謝異常。本綜述為進(jìn)一步研究LPS對(duì)奶牛脂肪因子的直接調(diào)控作用提供了理論參考，從而可針對(duì)LPS引起的奶牛糖脂代謝異常信號(hào)通路上的受體開(kāi)展早期控制或阻斷，防控相關(guān)性疾病的發(fā)生。