2012年，哈佛大学Pontus Bostrom教授发现一种由纤维连接蛋白Ⅲ型域包含蛋白5（fibronectin type Ⅲ domain containing 5, FNDC5）水解而成的新型多肽激素，命名为鸢尾素 。随后研究发现，鸢尾素水平与肥胖、糖尿病、慢性肾病和骨质疏松症等慢性疾病预后相关 。病理条件下（如缺血缺氧、创伤等）鸢尾素发挥了较强的抗炎、抗凋亡、抗氧化作用 。近年来，鸢尾素在心脏、肝、脑、肺、肾等器官功能保护方面的研究不断取得突破，鸢尾素也许是这些重要器官损伤的一种新的预防和治疗措施。现就鸢尾素对器官功能保护的研究进展综述如下。

1 鸢尾素的分布表达

早期研究发现，家鼠与小鼠骨骼肌和心肌细胞中均有鸢尾素表达 ，在人的唾液、血浆与脂肪组织中也检测到鸢尾素的存在 。随着流式细胞术、细胞成像技术的应用，鸢尾素还被证实存在于肝细胞、心脏和脑组织中 。如此广泛的表达，预示着鸢尾素可能具有重要的生理学功能。鸢尾素作为一种内源性细胞因子，其表达受到生理病理因素的调控，通过体育锻炼及远端缺血处理等方式升高鸢尾素含量 ，以实现器官功能保护作用具有重大意义。

2 鸢尾素的器官保护作用

2.1　鸢尾素对心脏的保护

鸢尾素是一种新的心肌保护物质，能保护心脏免受缺血/再灌注（ischemia/reperfusion, I/R）损伤，这种保护作用与改善线粒体功能相关。在单纯心脏I/R损伤中使用鸢尾素预处理能够减少心肌梗死面积，增加心肌成纤维细胞在缺氧/复氧条件下的抗药性，并逆转该病理条件下线粒体通透性转换孔的大量开放、线粒体肿胀和线粒体凋亡的增加，以改善线粒体功能 。Zhao等 用鸢尾素预处理待移植的心脏祖细胞（cardiac progenitor cell, CPC），结果显示鸢尾素促进移植后CPC分化、梗死区心肌细胞增殖和缺血损伤后的心脏组织血管生成，并减轻移植后梗死心脏间质纤维化，抑制细胞凋亡，从而促进CPC诱导的心脏再生和功能改善。

鸢尾素对压力超负荷所致心功能障碍具有调节作用。慢性压力超负荷引起心脏自噬通量不足、自噬空泡积累从而导致心肌肥大 。AMP活化蛋白激酶（adenosine 5′‑monophosphate‑activated protein kinase, AMPK）是一种普遍存在的细胞能量状态传感器，受压力改变而激活 。Li等 发现，鸢尾素与一种未知的受体结合后，激活肥厚心肌细胞中的AMPK‑丝氨酸/苏氨酸‑蛋白激酶信号通路，诱导心肌细胞产生保护性自噬并增加自噬通量，对持续性压力超载所致的心肌肥厚和心力衰竭具有保护作用。因此，增加鸢尾素的表达可能是改善心肌肥厚患者心功能和生活质量的新途径。

鸢尾素可作为预防动脉粥样硬化发生与发展的一种新的治疗手段 。内皮细胞功能障碍被认为是动脉粥样硬化发病的早期步骤，作为循环血液与周围组织间的选择性渗透屏障，内皮细胞的完整性可以通过健康内皮细胞的增殖替代受损内皮细胞来维持 。Zhang等 对载脂蛋白E缺乏小鼠行颈动脉部分结扎术，发现鸢尾素通过上调microRNA126‑5p的表达促进内皮细胞增殖，显著减轻小鼠的动脉粥样硬化。同时，鸢尾素能够上调人冠状动脉内皮细胞AMPK和蛋白激酶B（protein kinase B, Akt）磷酸化，增加内皮细胞一氧化氮合酶（endothelial nirtic oxide synthase, eNOS）的生成和磷酸化，即通过激活AMPK‑Akt‑eNOS途径释放一氧化氮而引起血管舒张，改善动脉内皮细胞功能 。鸢尾素对内皮细胞的保护功能或许对动脉粥样硬化有潜在的治疗作用。

2.2　鸢尾素对肝的保护

鸢尾素可通过其抗脂作用来减缓脂肪肝相关疾病的进展或恶化。Park等 将重组鸢尾素导入肝细胞AML12，证实鸢尾素通过调节蛋白质精氨酸甲基转移酶‑3，改变脂肪生成基因的表达，抑制棕榈酸诱导的肝脂肪生成和脂质过度积聚。同时，鸢尾素抑制AML12细胞中棕榈酸诱导的炎症信号和活性氧（reactive oxygen species, ROS）的形成，减轻肝氧化应激损伤，为鸢尾素预防肝脂肪变性提供了理论依据。

鸢尾素对肝I/R损伤有一定的保护作用，且这种保护作用可能与保护线粒体动力学和减少氧化应激相关 。肝I/R后线粒体含量显著下降，即使在没有线粒体应激的情况下，持续的代谢应激也会降低细胞内ATP浓度，促使线粒体动力相关蛋白1和裂变蛋白1过度表达，线粒体过度分裂导致线粒体碎裂，激活细胞凋亡途径 。线粒体过氧化物酶增殖激活受体‑γ（peroxisome proliferative activated receptor‑γ, PPARγ）、PPARγ共激活因子1α（PPARγ coactivator‑1α, PGC‑1α）是线粒体生物发生和活性氧清除酶的主要调节因子，在I/R损伤中表达下降 。外源性鸢尾素治疗能够抑线粒体动力相关蛋白1和裂变蛋白1表达，减少线粒体过度分裂，抑制细胞凋亡，同时能够增加线粒体PPARγ和PGC‑1α表达，通过促进肝I/R损伤后线粒体生物发生而增加线粒体含量，并显著降低肝组织中ROS的水平而缓解氧化应激，减少细胞凋亡。

2.3　鸢尾素对脑的保护

鸢尾素对糖氧剥夺（oxygen‑glucose deprivation, OGD）所致神经元损伤有保护作用 。Peng等 采用PC12细胞构建OGD 模型，利用siRNA或腺病毒载体实现结节样受体Pyrin 3（NOD‑like receptor pyrin 3, NLRP3）基因的沉默或过度表达，研究发现OGD诱导的氧化应激和炎症反应随NLRP3的沉默或过度表达变化表现为抑制或促进，证明NLRP3在OGD诱导的细胞损伤和炎症反应中起到重要作用。然后使用外源性鸢尾素进行干预，评估OGD诱导的炎性损伤。结果证实外源性鸢尾素逆转了由OGD引起的ROS‑NLRP3炎性信号通路的激活，减轻OGD诱导的神经元损伤。

鸢尾素对缺血性脑卒中所致神经功能损伤有很强的保护作用。缺血性脑卒中后血浆鸢尾素浓度和骨骼肌中FNDC5蛋白表达显著降低。为了进一步研究鸢尾素对缺血性脑卒中的确切作用，Li等 在大脑中动脉闭塞小鼠模型中应用鸢尾素治疗，结果证实鸢尾素增加Akt和细胞外调节蛋白激酶1/2磷酸化，减少脑梗死面积，减轻脑水肿，抑制神经炎症和氧化应激，进而发挥神经功能保护作用。鸢尾素在细胞实验和动物实验的应用中所产生的神经功能保护作用，可能为预防和治疗缺血性脑卒中提供新思路。

2.4　鸢尾素对肺的保护

鸢尾素通过改善线粒体功能减轻肺I/R损伤。线粒体功能障碍可导致细胞能量耗尽、ROS生成和细胞凋亡 。Chen等 证实，在肺I/R损伤模型中应用鸢尾素治疗，能抑制I/R损伤下小鼠肺组织解耦联蛋白2（uncoupling protein 2, UCP2）表达下降，减少ROS生成，减轻氧化应激，保护线粒体功能，缓解I/R所致的肺损伤。而在UCP2基因敲除小鼠模型中或在肺缺血前给予UCP2抑制剂，则阻断了鸢尾素对肺功能的保护作用。因此，在肺I/R损伤下，鸢尾素通过UCP2途径改善线粒体功能，从而达到肺功能保护的目的。

鸢尾素对急性肺损伤具有保护作用，可能与鸢尾素的抗炎作用有关。Shao等 采用脂多糖诱导建立急性肺损伤小鼠模型，发现鸢尾素能显著抑制脂多糖诱导的胞外信号调节激酶和NF‑κB信号通路的激活，抑制肺泡上皮细胞的炎症反应和凋亡。Li等 通过体内外实验证实，鸢尾素通过激活AMPK/SIRT1通路，减少巨噬细胞浸润，抑制炎症和凋亡，改善肺上皮屏障功能障碍，进而保护脂多糖所致的急性肺损伤。

2.5　鸢尾素对肾的保护

鸢尾素可以抑制受损肾的代谢重排和纤维化。急性肾损伤是住院患者常见的并发症，肾损伤能引起转化生长因子‑β1（transforming growth factor‑β1, TGF‑β1）诱导Smad 2/3磷酸化，抑制PPARα和PGC‑1α表达，促使肾小管细胞代谢重排 ，继而导致慢性肾病发生。Peng等 利用肌肉特异性PGC‑1α过表达小鼠肾损害模型来模拟运动诱导的代谢变化，证实肌肉特异性PGC‑1α过表达校正了受损肾的代谢重排。其团队对骨骼肌和肾之间存在的这种串扰反应进行后续研究，发现鸢尾素作为肌肉‑肾的中介物能抑制TGF‑β1型受体的激活并抑制Smad 2/3磷酸化，增加PGC‑1α含量，减轻肾的进行性损伤和纤维化，同时应用鸢尾素能够改善线粒体呼吸和损伤小管细胞的能量代谢，提高受损肾的ATP水平，改善肾功能。

3 问题与展望

综上所述，鸢尾素能在病理条件下通过不同途径保护心、脑、肺等重要器官的功能，提示其可能成为器官功能保护研究的一个新的靶点。尽管如此，鸢尾素相关器官功能保护作用及其机制的研究仍需更深入探索。目前，大量鸢尾素器官功能保护研究均是在小鼠模型上取得的成果，而这一保护作用在临床应用还比较局限，其临床上的确切保护效果仍需进行大量实验研究。因此，多角度揭示鸢尾素在重要器官功能保护中的作用以及其具体的分子机制，必将为器官功能损伤的预防和治疗提供一条新的思路。