腎素-血管緊張素系統在非酒精性脂肪肝發病中的作用

汪 亮 綜述，張 霞 審校

(重慶醫科大學附屬第二醫院消化內科 400010)

非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD)是指除外乙醇因素或其他已知肝臟疾病所致的，以彌漫性肝細胞脂肪變為病理特征的臨床綜合征，疾病譜包括單純性脂肪性肝病、非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepatitis，NASH)、脂肪性肝纖維化和脂肪性肝硬化4種病理類型。NAFLD的發病率為17%～33%，其中NASH占 1/3，而且25%～30%的NASH會發展為脂肪性肝硬化[1]。腎素-血管緊張素系統(renin-angiotensin system，RAS)不但起調節血流動力學的作用，而且在肝臟等多個器官發揮類似生長因子的生物學效應，參與了肝臟炎癥和肝纖維化病理過程;而拮抗RAS效應可改善胰島素敏感性，減低肝臟炎癥和纖維化程度。本文就RAS在NAFLD發病機制中作用的研究進展進行綜述。

1 NAFLD的發病機制

盡管目前NAFLD的病理機制尚未完全明確，但經典的“2次打擊學說”仍占主導地位[2-3]。首先“第1次打擊”中胰島素抵抗(insulin resistance，IR)導致脂肪在肝臟大量沉積;且胰島素對激素敏感性脂肪酶的抑制作用減弱，進而脂肪組織動員，血清中游離脂肪酸(free fatty acid，FFA)濃度迅速升高，超過肝臟處理能力，大量脂肪便在肝臟沉積[4]。“第2次打擊”則以線粒體為中心:機體內氧化與抗氧化作用失衡，氧化占優勢，產生氧化應激(oxidative stress，OS)，導致中性粒細胞炎性浸潤，蛋白酶分泌增加，并生成大量氧化中間產物——活性氧簇(reactive oxygen species，ROS);在肝臟過多的 ROS氧化不飽和脂肪酸導致脂質過氧化反應，生成的脂質過氧化物與線粒體蛋白反應形成復合物，加重線粒體損傷;反過來影響線粒體的FFA代謝，進一步加重肝臟的脂質蓄積;且抑制其正常呼吸鏈的電子傳遞，產生更多ROS，為NASH的持續發展提供了分子基礎。最終，線粒體合成ATP的能量代謝功能衰竭，加速肝細胞損傷，甚至死亡，啟動NAS H及肝纖維化病程。一般認為在NAFLD進程中，IR不僅參與第1次打擊，還直接參與第2次打擊，且以線粒體損傷為中心。但IR在NASH發生發展中是否起直接的作用尚存在爭議。甚至有學者提出IR或許就是NAFLD的一個早期表現或是其原發性病理改變。由此可見，IR、OS、脂質過氧化反應在 NAFLD的發生、發展中起關鍵作用。

2 RAS在NAFLD發病各個環節中的作用

2.1 RAS的組成和功能 RAS由腎素及血管緊張素(angiotensin，Ang)組成，腎素在血管緊張素轉換酶(angiotensin converting enzyme，ACE)的作用下生成 Ang。后者包括血管緊張素Ⅱ(angiotensinⅡ，AngⅡ)、AngⅠ 、Ang-(1-7)3種亞組分。AngⅡ、Ang-(1-7)分別與AngⅢ型(AT 1)受體、Mas受體結合介導血管收縮和舒張。2000年發現血管緊張素轉換酶相關羧肽酶(ACE2)是人類ACE的同源物。ACE2的功能與ACE相拮抗:ACE將血管緊張素Ⅰ(AngⅠ)轉化為具有縮血管效應的AngⅡ;ACE2則能將AngⅡ轉化為舒血管物質Ang-(l-7)，從而達到平衡RAS的作用[5-6]。此外，研究表明 Ang-(1-7)能產生拮抗AngⅡ的作用，有多條途徑體內生成Ang-(1-7)，且ACE2是其在生成過程中不可缺少的酶[7]。近來研究認為，RAS由2個作用機制相反的軸組成:具有血管收縮功能的ACE-AngⅡ-AT 1受體軸，以及有血管舒張功能的 ACE2-Ang-(1-7)-M AS受體軸[8]。RAS的最終效應實際上由這兩大反向調節軸之間的平衡關系來決定。

RAS是腎臟及心血管的一個主要調節系統，在穩定機體內環境、調節動脈血壓和平衡水電解質中起重要作用，且其可以參與心肌及血管平滑肌的增殖和分化。機體處于病理狀態時，異常激活的RAS可產生一系列心血管系統病理生理改變，如高血壓、心肌梗死、心力衰竭等。既往認為腎素、Ang、ACE分別由腎臟、肝臟、血管系統生成，現已發現除了循環 RAS外，包括許多臟器和組織都存在RAS，如活化的肝星狀細胞(hepatic stellate cell，HSC)高表達肝臟局部RAS。后者在各種病理生理刺激下做出反應，調節細胞增殖、ROS生成、激素分泌及肝臟炎癥和纖維化。

2.2 RAS的激活與IR

2.2.1 RAS與胰島素的分泌及其效應的調節 基礎理論認為血管緊張素轉換酶抑制劑(angiotensin converting enzyme inhibitor，ACEI)或血管緊張素受體拮抗劑(angiotensin receptor blockers，ARB)可抑制 RAS產生代謝效應。NAFLD動物模型予以AngⅡ處理后出現IR程度加重現象，反之敲除AT-1受體或予以ARB預處理后IR明顯減輕[9]。AngⅡ通過促進胰島素受體絲氨酸磷酸化，且抑制胰島素受體底物1(IRS-1)酪氨酸磷酸化，從而降低胰島素敏感性[10]。臨床研究證實ARB可改善合并高血壓病的NAS H患者胰島素敏感性，調節糖脂代謝紊亂。此外，ACEI或ARB抑制RAS后可減少高血壓病患者的糖尿病發生率[11]。主要機制是舒張血管、增加骨骼肌血液循環，改善外周組織胰島素敏感性，增強機體對胰島素敏感性，促進胰島素介導的骨骼肌等外周組織對葡萄糖的攝取和利用，同時促進胰島素的分泌。其次，抑制RAS后醛固酮的生成減少，細胞內鉀離子和鎂離子濃度增加，從而改善細胞胰島素敏感性及胰島素的分泌。除這些經典的作用機制外，ACEI或ARB可提高胰島素信號轉導通路不同階段的緩激肽(bradykinin，BK)水平，且增加葡萄糖轉運體4(glucose transporter，GLU T4)的基因表達，改善全身和肝臟局部的 IR。研究還發現AngⅡ與AT-1受體結合后可抑制人體脂肪細胞的分化成熟[12]，由此推測抑制RAS可促進脂肪細胞的分化成熟。ARB與AT 1受體結合后激活過氧化物酶增殖體激活受體 γ(peroxisome proliferators-actived receptors gamma，PPARγ)，從而改善胰島素敏感性。

2.2.2 RAS與脂肪細胞因子 脂肪組織不僅是能量儲存器官，還具有內分泌功能，脂肪細胞分泌產生的具有血管活性的激素和細胞因子統稱脂肪細胞因子。后者包括脂聯素、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosisfactor-alpha，TNF-α)等，進入血液循環，作用于遠處靶器官，起經典激素的作用。研究發現AngⅡ抑制脂肪細胞分化，刺激TNF-α合成，并降低血清脂聯素水平。相反，予以ACEI或ARB阻斷RAS后血清脂聯素水平有顯著升高，且血清TNF-α水平顯著降低。而脂聯素具有改善胰島素敏感性的作用，TNF-α則能抑制胰島素受體后信號傳導和胰島β細胞分泌胰島素功能而引起IR。提示RAS可通過調節血清TNF-α及脂聯素水平，影響胰島素的敏感性。以上研究表明，過度激活的RAS通過多種機制降低全身及肝臟局部胰島素敏感性，產生IR，而抑制RAS則可改善全身和肝臟局部的胰島素敏感性。然而，另有研究發現NASH患者服用ARB類藥物氯沙坦(50 mg/d)，48周后血漿穩態胰島素抵抗素指數(HOM A-IR)并無顯著意義改變。由此提示，究竟是僅氯沙坦無改善IR的作用，還是ARB的異質性所致，尚需大規模前瞻性臨床研究來證實。

2.3 RAS的激活與HSC 肝臟損傷修復時，膠原蛋白主要由HSC合成，且被認為是肝纖維化發生的關鍵因素。HSC活化后生成過多的細胞外基質(extracellular matrix，ECM)，后者在狄氏間隙的沉積和細胞功能變化在肝纖維化發生發展中起直接作用[13]。RAS在眾多肝纖維化因素中起重要作用，其中Ang-Ⅱ在肝組織修復、成纖維細胞增殖、膠原蛋白合成中起主要調控作用[14]。進一步的動物研究發現肝纖維化病理過程中HSC的AngⅡ受體基因表達顯著增加;而阻斷AngⅡ信號轉導通路或予以ARB預處理后，HSC活性顯著被抑制。活化的HSC分泌Ang-Ⅱ，進而激活還原型輔酶Ⅱ(NADPH)氧化酶，介導肝纖維化，而抑制RAS可延緩不同肝損傷模型的肝纖維化進程。可見，活化的H SC刺激肝臟局部RAS表達，促進肝炎、肝纖維化的發生發展，具體機制如下。

2.3.1 轉化生長因子-β(transforming grow th factor-β ，TGF-β) TGF-β是最強的HSC刺激因子，由庫否細胞和炎癥細胞合成，通過激活HSC在NASH肝纖維化過程中發揮重要作用。研究發現肝纖維化模型予以ARB預處理后，HSC活性顯著被抑制，且TGF-β表達下調，肝纖維化程度明顯減輕。膽道結扎動物模型發現肝臟局部AngⅡ基因表達上調，且主要由HSC產生，予以ARB處理后TGF-βm RNA表達下調，肝纖維化減輕[15-16]。此外，臨床研究發現合并高血壓病的NASH患者應用ARB類藥物氯沙坦(50 mg/d)，治療 2年后，與肝纖維化密切相關的TGF-β基因表達也顯著下調，且肝組織學檢查顯示肝臟炎癥和肝纖維化改善。可見TGF-β與 RAS激活密切相關，進而活化 HSC，介導肝纖維化。

2.3.2 ROS活化的HSC高表達肝臟局部 RAS，進而刺激ROS生成。AngⅡ可增加細胞內鈣離子濃度，激活細胞內蛋白激酶C(protein kinase C，PKC)，磷脂酰肌醇-3激酶(PI3K)/AKT及絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein ki-nase，MAPK)信號轉導通路，生成大量 ROS，介導氧化應激所致的肝臟損傷。

2.3.3 蛋白激酶-1(activator protein，AP-1) AP-1作為轉錄因子調節組織細胞的增殖、分化、凋亡、轉化，甚至癌變。受醛固酮刺激的HSC可通過細胞外調節蛋白激酶(extracellular regulated proteinkinases，ERK)1/2信號轉導通路激活 AP-1，同時上調AP-1靶基因α1前膠原蛋白的m RNA表達。此外，AngⅡ可通過PI3K/AK T及MAPK信號轉導通路，促進肝臟激活AP-1的合成。提示HSC與RAS可共同增強AP-1的致肝纖維化效應。

2.3.4 MCP-1 MCP-1屬于人類趨化因子CC超家族(CC subfamily)成員，調節包括單核細胞、淋巴細胞在內的炎癥細胞的聚集與活化。肝臟炎癥時肝內聚集的炎癥細胞通過釋放各種炎性介質，啟動和維持肝纖維化進程。研究表明肝臟損傷時，AngⅡ通過刺激肝臟局部 MCP-1的基因表達，趨化炎癥細胞在肝內的聚集。AT-1基因敲除小鼠和野生型小鼠，經CCL4處理4周后，前者肝臟 MCP-1和CD68陽性細胞水平顯著低于后者。此外，肝星狀細胞LI90細胞(HSC-LI90)經AngⅡ處理后，MCP-1 m RNA和 Rho/Rho激酶信號轉導通路(Rho-kinase pathway)關鍵信號分子RhoA m RNA表達均上調，并且與活化的HSC呈顯著性正相關。可見Ang-Ⅱ刺激HSC分泌MCP-1，誘導炎癥細胞向肝內聚集，導致肝臟炎癥反應，且這一過程受Rho/Rho激酶信號轉導通路的調控。

2.3.5 Rho家族鳥苷三磷酸酶(Rho-GT Pase) Rho-GTPase是細胞內一組關鍵性的信息傳遞體，在細胞周期、增殖、黏附、遷移、凋亡等過程中起著十分重要的作用，通過細胞內信號通路活化轉錄因子。Rho激酶途徑在HSC活化的信號轉導過程中起關鍵作用，予以 Rho激酶抑制劑 Y-27632預處理后，NASH動物模型的肝纖維化進展顯著延緩。而類似動物研究發現ACEI或 ARB阻斷 RAS后同樣可抑制Rho激酶活性，減輕肝纖維化[17]。由此推測 RAS通過 Rho激酶途徑活化HSC，介導肝纖維化病理改變。此外，Rho激酶還參與調控AngⅡ介導的HSC分泌MCP-1這一過程，與肝臟炎癥密切相關。

2.4 RAS的激活與肝臟血流 循環RAS主要起調節血流動力學的作用，AngⅡ收縮血管，而Ang-(1-7)則舒張血管。循環RAS和肝臟局部RAS可相互作用，并與其他的調節系統有內在聯系。脂肪性肝硬化時產生兩大循環功能紊亂，即門脈高壓和高動力循環態，后者主要特征為心輸出量增加及外周血管阻力降低。AngⅡ在門脈高壓的病理機制中起重要作用，增加肝內血管阻力，促進肝纖維化。此外，門脈高壓的發展與內臟動脈舒張所致的外周循環阻力降低密切相關。Ang-(1-7)/AngⅡ的比例與心輸出量正相關，而與外周血管阻力負相關。在肝硬化早期心輸出量的增加可代償循環阻力的降低，同時循環RAS生成的醛固酮具有抗利尿作用，從而保證了正常的有效動脈血流量。然而，隨著病程的進展和動脈舒張效應的增強，高動力循環失代償，導致有效動脈血容量不足。持續的動脈低血壓將激活 RAS和交感神經系統(sympathetic nervous system，SNS)，增加抗利尿激素的分泌。由于內臟血液循環逐漸耐受AngⅡ、去甲腎上腺素(norepinephrine，NE)及血管加壓素的影響，動脈壓力的維持則依賴于內臟外的容量血管床的收縮。由此可見，RAS在肝硬化的不同階段發揮不同作用，關鍵是兩大軸的平衡關系的變化。目前，RAS通過兩大軸參與肝硬化的觀點越來越明確:ACE-AngⅡ-AT 1受體軸導致肝組織損傷和肝纖維化，維持肝硬化失代償時的基本血管阻力;ACE2-Ang-(1-7)-M as受體軸則發揮抗肝纖維化作用。硬化患者長期使用心得安可抑制RAS瀑布放大效應，因此，聯合鹽酸普萘洛爾和ACEI或ARB可能是肝硬化的一個潛在治療途徑。總之，RAS內兩軸失衡參與NAFLD脂肪性肝硬化階段血流動力學紊亂這一病理生理過程，加速肝硬化失代償進程。

2.5 ACE2-Ang-(1-7)-Mas受體軸的作用 最近研究發現ACE與ACE2的平衡與否對于肝纖維化的發生、發展有重要意義。ACE促進AngⅡ合成，介導肝纖維化;ACE2則對RAS起負性調節作用，通過減少AngⅡ的生成，抑制肝纖維化發展[18]。提示利用重組的ACE2有可能成為NASH的一種潛在的治療途徑。進一步研究發現ACEI或ARB主要是通過升高Ang-(1-7)，而非降低AngⅡ或抑制其與受體結合來發揮抗肝纖維化作用[19]。ACE2-Ang-(1-7)-Mas受體軸[ACE2-Ang-(1-7)-Mas receptoraxis]的調節在肝纖維化發病機制中起重要作用，具體機制尚不明了。以上說明目前NAFLD的ACEI治療策略并不完善，需細分ACE及Ang的亞組分作用機制，找到更精確的作用靶點。

3 總結與展望

綜上所述，現有的研究表明RAS在NAFLD的多個環節中發揮重要作用，尤其是在IR、肝臟炎癥和肝纖維化、肝硬化血流動力學紊亂3個方面，仍有許多問題有待解決:如阻斷RAS治療是否在NAFLD的每個階段都可獲益;為何ACEI和ARB的肝臟保護效果呈現明顯的差異，ACEI或ARB是否具有類效應;RAS與SNS存何種交叉并聯關系，是否不同類的治療交感依賴性高血壓的降血壓藥物均有潛在的NAFLD治療作用;如何保持RAS內部平衡;RAS對肝竇內皮細胞功能有什么影響。以上這些問題的回答有助于澄清RAS在NAFLD發生發展中的確切作用機制，同時為制定NAFLD治療策略尋找新的治療靶點。

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