CYP2E1與非酒精性脂肪肝

王悅之，張 玉

復旦大學附屬華山醫院老年科，上海 200040

非酒精性脂肪性肝病(nonalcoholie fatty liver disease，NAFLD)是一種最常見的肝臟疾病。發病率為17% ～33%［1-2］。NAFLD疾病譜包括非酒精性單純性脂肪肝、非酒精性脂肪性肝炎(nonalcoholic fatty hepatitis，NASH)、NASH相關肝纖維化和肝硬化。環境因素、基因、肥胖、飲食結構、缺乏鍛煉、胰島素抵抗、脂質過氧化、小腸內細菌的生長、鐵超載等都與NAFLD發病有著密切的關系。細胞色素氧化酶P450是一類參與內源性和外源性化合物代謝的酶，其2E1亞型(CYP2E1)介導的肝細胞損傷在脂肪性肝病發病機制中發揮了重要的作用。

1 CYP2E1

CYP450是由CYP基因超家族編碼形成的一群酶蛋白，主要存在于生物體的內質網內。負責外來物及某些體內代謝物質的生物轉化，此酶可被某些化合物(包括藥物)誘導或抑制，影響化合物在體內的代謝速度［3］。目前，已發現500種以上的CYP450，共分成74種類型。人的 CYP450酶主要有 CYP1A2、2A6、2B6、2C、2D6、2E1和 3A，其中，CYP2E1 最早在 1984年從兔肝微粒體中分離純化出來，其特征為能被乙醇誘導。CYP2E1能代謝體內多種重要的有毒底物，包括乙醇、四氯化碳、醋氨酚、N-亞硝基二乙胺，并產生毒性更強的產物。CYP2E1還可以代謝多種藥物，包括異煙肼、碳氫化合物以及一些溶劑［4］。它與一氧化碳結合后，在波長450 nm處有最大吸收峰，故有此名稱。人CYP2E1的分子量為56.9 KDa，主要分布在成人肝臟，并且富集于肝小葉中心區域，在某些肝外組織(如肺和腸)也有發現。現已知其cDNA序列并能在大腸桿菌、牛痘病毒、人淋巴胚細胞瘤細胞系和HepG2細胞系表達出有催化活性 CYP2E1［5］。

2 CYP2E1與非酒精性脂肪肝

2.1 二次打擊學說 非酒精性脂肪肝的確切發病機制至今尚未明確。但已有的研究表明，酒精性脂肪肝和非酒精性脂肪肝有類似的發病機制。近年來國外學者提出胰島素抵抗(IR)和氧化應激的“二次打擊學說”(the“two-hit”hypothesis)被廣泛認同。“二次打擊學說”能較合理地解釋NAFLD的形成機制［6］:首次打擊是胰島素抵抗影響脂質代謝，導致外周脂解增加致使游離脂肪酸(FFA)不斷地運送至肝臟，而肝臟線粒體氧化超載，脂肪酸的β氧化能力下降，肝細胞內脂肪酸儲積，高胰島素血癥又使糖酵解增加，增加脂肪酸的合成，而極低密度脂蛋白的合成或分泌能力下降，使甘油三酯儲積增加;第二次打擊主要為各種原因所致的氧應激、脂質過氧化損傷，氧化應激引起肝細胞膜脂質的過氧化，隨后通過炎癥因子及激活星狀細胞而啟動纖維化，炎性細胞因子釋放增多，肝細胞發生炎癥、壞死。炎癥持續存在引起肝臟細胞外基質的合成大于降解，形成進展性肝纖維化和肝硬化。脂質過氧化和自由基的產生也可直接對肝細胞產生不利影響，導致肝細胞死亡和壞死。另有報道，缺乏長鏈多不飽和脂肪酸和氧化應激共同促成非酒精性脂肪肝的形成。

2.2 CYP2E1參與的氧應激和脂質過氧化 近年研究發現，NAFLD與 CYP2E1導致氧應激(Oxidative stress，OS)、脂質過氧化增強有關。CYP2E1引起的氧應激(OS)可導致線粒體的損傷，并加速肝臟纖維化［7］。CYP2E1的表達與NASH的危險因素如禁食、糖尿病、肥胖以及高脂飲食密切相關［8］，是脂質過氧化的標記之一。尤其是抗氧化劑耗竭時，CYP2E1可對肝細胞造成“第二次打擊”。在高脂飼料誘發的老鼠非乙醇性脂肪性肝炎(NASH)模型中，CYP2E1表達明顯增強［5］。然而，在動物脂肪肝模型無炎癥的情況下，CYP450表達是下降的。根據Videla等［9］的研究，NASH患者，而不是那些無炎癥信號的脂肪肝患者，CYP2E1的表達水平及活性是較高的，這提示CYP2E1在NASH中升高與炎癥反應的進程關系更密切。CYP2E1表達的增加與細胞外信號調節激酶1和2(ERK1/2)的激活進而激活絲裂原活化蛋白激酶(MAPKs)信號轉導通路有關，而這個信號轉導通路參與了細胞凋亡的過程。Schattenberg等通過試驗證實CYP2E1的過表達是對氧化應激的保護性反應，減少細胞凋亡，但是增加肝纖維化的危險。與此反應過程相一致的是，抑制CYP2E1增加的形成可增加Mallory小體的形成［10］。

CYP2E1介導的脂質過氧化有重要的作用，表現在以下幾方面:(1)肝細胞內蓄積的游離脂肪酸(free fatty acids，FFA)可誘導 CYP2E1活性增加。在敲除CYP2E1基因的實驗鼠中，氧應激和脂質過氧化程度減輕［11］。(2)在正常情況下，細胞內存在著自由基清除劑即抗氧化劑，如超氧化物歧化酶、谷胱甘肽、維生素E等，它們均是細胞內重要的自由基清除劑，可以隨時清除不斷生成的有害自由基，阻斷自由基的鏈式放大反應，從而起到保護細胞的作用。二苯基苯二胺、維生素E或合成維生素E類似物等脂質過氧化抑制劑對于CYP2E1升高所導致的肝細胞毒性的保護作用更加提示了過度的脂質過氧化在CYP2E1引起的毒性反應中起到重要作用。隨著CYP2E1表達的增強，抗氧化劑SOD、GSH、維生素E的含量均顯著下降。由于脂質過氧化反應的增強而抗氧化能力下降，導致自由基的生成增多。自由基氧化細胞膜的脂質和蛋白質最終導致肝細胞結構與功能的損害［12］。(3)CYP2E1的過表達可造成肝毒性和線粒體的損傷，同時由CYP2E1產生的活性氧通過擴散作用，激活肝星狀細胞形成肝纖維化［13］。(4)CYP2E1過表達與脂質過氧化終產物有非常顯著的正相關，還可誘導Kupffer細胞激活并增加炎癥因子(包括TNF-α)釋放，而這些酶的單克隆抗體則可以防止或減輕氧化損傷，CYP2E1抑制劑可阻止肝星形細胞活化，這些都表明細胞色素P450表達增強是氧化損傷、炎癥及纖維化進展的重要環節［14］。

3 CYP2E1與抗氧化劑

氧應激和脂質過氧化貫穿于酒精性脂肪性肝病和非酒精性脂肪性肝病發展的全過程中。CYP2E1抑制劑可以對抗由于乙醇、游離脂肪酸等誘導的CYP2E1過表達而致的氧應激和脂質過氧化［15］。

近年研究表明，維生素E通過抗氧化和抗炎能對抗化學物質α-naphthylisothiocyanate引起的肝毒性，而起到保護肝臟的作用［16］。番茄紅素(Lycopene)能減輕花生四烯酸引起的HepG2細胞過度表達CYP2E1而產生的毒性。但是，大劑量番茄紅素反而起到反作用，增加CYP2E1的表達，加重肝臟的炎癥［17］。表沒食子兒茶素沒食子酸(epigallocatechin-3-gallate，EGCG)是綠茶兒茶素(catechin)中含量最高、抗氧化活性最強的成分。EGCG一方面可以通過增強抗氧化酶活性清除體內自由基，另一方面可通過抑制CYP2E1的表達來清除ROS，拮抗微囊藻毒素LR(MCLR)所致的肝細胞氧化損傷。有關CYP2E1在EGCG拮抗MC-LR毒性中的具體作用機制仍有待進一步研究［18］。褪黑素(melatonin，MT)能提高 NASH 大鼠血清及肝勻漿超氧化物歧化酶(superoxide dismumse，SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-peroxidase，GSHPX)水平，糾正體內氧化抗氧化失衡狀態，并能下調CYP2E1的表達，這些作用可能系MT對NASH保護作用的部分機制［19］。也有報道稱牛磺酸在下調CYP2E1的表達和活性方面較MT效果更明顯［20］。

除了上述的抗氧化劑以外，中醫針灸也可能有類似的效果。有研究顯示電針治療可以抑制肝CYP2E1的表達，減輕脂質過氧化反應而使大鼠非酒精性脂肪肝獲得明顯的療效。雖然其機制還太清楚，但推測可能是電針治療明顯降低血清FFA濃度，使CYP2E1酶的活性顯著降低，抑制肝CYP2E1的表達，減輕脂質過氧化反應，使肝臟的脂肪變程度和炎性損傷得以改善［21］。

CYP2E1在脂肪性肝病發病機制中作用日益得到重視，但其活性檢測能否作為脂肪性肝病的預測檢查指標?如何開發有效安全的CYP2E1抑制劑?這些問題都有待醫藥工作者不斷的深入研究開發，以期為安全有效地治療脂肪性肝病探索一條新的途徑。

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