PNAS：omega-3脂肪酸在细胞内的作用

加州大学的研究人员通过小鼠细胞研究了omega-3脂肪酸在细胞内的作用机制。这项研究发表在5月14日PNAS杂志的网上版。

　　

生物通报道：加州大学的研究人员通过小鼠细胞研究了omega-3脂肪酸在细胞内的作用机制。该研究称，操控omega-3脂肪酸作用机制，可能在炎症反应发生前将其中断，或者至少能在炎症反应产生危害前将其消除。这项研究发表在5月14日Proceedings of the National Academy of Sciences杂志的网上版。

omega-3脂肪酸在特定鱼油中含量丰富，早在二十世纪五十年代，人们就发现鱼肝油对治疗湿疹和关节炎这类疾病有效。至少从那时起，人们就了解到omega-3脂肪酸有益健康。二十世纪八十年代，科学家就指出食用大量鱼类的爱斯基摩人比主要食用内陆食物的更健康。

“之前已有很多流行病学研究指出omega-3脂肪酸对健康有益，但并没有进行深入研究，”药理学化学和生化特聘教授Edward A. Dennis说。“这是首次对鱼油实际细胞内作用的综合性研究。”

科学家为小鼠巨噬细胞（一类白细胞）供以三种脂肪酸：eicosapentaenoic acid (EPA)、docosahexaenoic acid (DHA) 和 arachidonic acid (AA)。EPA 和 DHA是主要的多不饱和omega-3脂肪酸，是众多细胞和机体功能所必要的，也是商业鱼油膳食补充剂的主要成分。AA是一种在人类饮食中广泛出现的多不饱和omega-6脂肪酸。

高水平的脂肪酸是有毒性的，细胞一般将它们作为磷脂隔绝在细胞膜中。不过，当细胞受到刺激时，可能释放这些脂肪酸，引起级联炎症反应。急性或局部炎症（limited inflammation）是应对物理损伤或病原菌入侵的重要免疫反应。而从糖尿病到癌症在几乎每一种疾病中，都存在慢性炎症这一共同元素。

在给小鼠巨噬细胞补充了脂肪酸后，科学家刺激它们使其产生炎症反应。发现omega-3脂肪酸抑制环氧酶（COX），COX 产生引起炎症的前列腺素激素。这就如同人们吃阿司匹林一样，扰乱COX-2信号通路，从而减轻炎症和痛感。

另一方面，Dennis及其共同作者Paul C. Norris发现，omega-3脂肪酸不会抑制巨噬细胞受刺激产生的另一组酶lipoxygenases (LOX)脂肪氧合酶。其生成的LOX酶依次产生有促炎症功能的脂肪信号分子白三烯leukotriene。不过Norris发现LOX酶也能使EPA和DHA生成抗炎症成分消退素resolvin。

他说，这些发现也有助于确定食用鱼油的潜在副作用。由于omega-3脂肪酸与COX抑制药物存在功能重叠，将这两种物质结合使用会产生始料不及的后果。Dennis称该研究的深入剖析为“突破性”的。

“我们研究了细胞内部，观察了鱼油的作用，并确定这一阶段的炎症反应是可以人为控制的的，”他说。“现在我们需要了解的是，我们是否能通过微调这一过程，使omega-3脂肪酸减少促炎症的前列腺素生成并刺激抗炎症resolvin的生成。”

（生物通编辑：叶予）

 

生物通推荐原文摘要：

Omega-3 fatty acids cause dramatic changes in TLR4 and purinergic eicosanoid signaling

Dietary fish oil containing ω3 fatty acids, eicosapentaenoic acid (EPA) and docosahexaenoic acid (DHA), elicit cardioprotective and anti-inflammatory effects through unresolved mechanisms that may involve competition and inhibition at multiple levels. Here, we report the effects of arachidonic acid (AA), EPA, and DHA supplementation on membrane incorporation, phospholipase A₂ catalyzed release, and eicosanoid production in RAW264.7 macrophages. Using a targeted lipidomics approach, we observed that Toll-like receptor 4 and purinergic receptor activation of supplemented cells leads to the release of 22-carbon fatty acids that potently inhibit cyclooxygenase pathways. This inhibition was able to shunt metabolism of AA to lipoxygenase pathways, augmenting leukotriene and other lipoxygenase mediator synthesis. In resident peritoneal macrophages, docosapentaenoic acid (DPA) was responsible for cyclooxygenase inhibition after EPA supplementation, offering fresh insights into how EPA exerts anti-inflammatory effects indirectly through elongation to 22-carbon DPA.