非酒精性脂肪肝疾病與脂質變化

李 宏，張秀英，徐 尚，劉萬剛

（1．東北農業大學動物醫學學院，黑龍江 哈爾濱150030；2．黑龍江省青岡縣畜牧獸醫局，黑龍江 青岡151600）

非酒精性脂肪肝疾病（Non－alcoholic fatty liver disease，NAFLD）是一種無過量飲酒史，以肝實質細胞脂肪變性和脂肪貯積為特征的臨床病理綜合征。NAFLD常伴有肥胖及胰島素抵抗的發生，但其明確的發病機理尚不完全清楚，其中比較具有代表性的發病假說是“二次打擊”學說［1］。該學說認為，以胰島素抵抗［2］（insulin resistance，IR）和脂質代謝異常造成的肝臟脂質堆積為初次打擊，而二次打擊主要是有氧化應激和脂質過氧化引發的炎癥、壞死甚至是纖維化、肝硬化。肝臟脂質蓄積引發機體內脂質的利用與清除發生失衡，最終導致了肝臟的受損。在NAFLD發展過程中，脂質在肝臟內的蓄積尤其是甘油三酯的蓄積，已經得到動力學研究的證實，并指出甘油三酯和未酯化的脂肪酸在肝臟內的蓄積對NAFLD的治療可能會產生直接影響［3］；也有研究表明，在NAFLD中脂質代謝相關基因的表達水平的改變會增加脂肪酸的合成［4］。因此，理清脂質代謝相關基因在NAFLD發展過程中的表達情況，對了解NAFLD的發病機制是十分有必要的。本文將以此為切入點，深入探討脂質代謝紊亂與NAFLD關系，從分子角度進一步對NAFLD的發病機制進行分析。

1 過氧化物酶增值活化受體

過氧化物酶增殖活化受體（peroxisome proliferator－activated receptors，PPARs）是一類能被過氧化物酶體增殖物（如脂肪酸及其衍生物）激活的核內受體，屬于Ⅱ型核受體超家族成員。按其結構及功能可分成3種亞型，PPARα、β（亦稱δ）和γ。近年來，PPARs在脂質代謝中的作用受到越來越多人的關注，PPARs基因主要通過對過氧化物酶體β的氧化調節來影響細胞內的脂質代謝。PPARs一旦被其相應的配體激活，便可調控各種生理學功能（包括脂質代謝、葡萄糖內環境穩定、炎癥、細胞增殖與分化等）相關基因的轉錄［5］。

PPARα可被多不飽和脂肪酸以及貝特類降脂藥激活，主要在脂肪酸氧化的器官內表達，它的活化可促進脂肪酸的氧化分解，降低高密度脂蛋白水平，在脂質代謝中起調節作用［6］。Everett［7］等研究發現，PPARα基因缺失鼠肝臟發生明顯的脂化性病變，血 液 與 肝 臟 中 游 離 脂 肪 酸 （free fatty acids，FFA）含量顯著升高。PPARγ主要在脂細胞、巨噬細胞和其他組織內表達，它可被特定脂肪酸代謝物，如前列腺素J2的代謝產物15－脫氧－前列腺素J2和噻唑（胰島素激活劑的一種）激活［8］。PPARγ可調節不同組織內多數基因的表達，是調節脂肪分化的關鍵轉錄因子，PPARγ作為脂肪細胞基因表達和胰島素細胞間信號傳遞的主要調節者，在脂質代謝、IR、脂肪細胞分化等方面發揮重要作用。PPARγ受體激活后，可促進脂質、脂肪酸清除，同時不增加轉運到肌肉組織的FFA，使肌肉組織對FFA的攝取減少同時抑制TNF－α的生成，改善胰島素抵抗作用，從而使NAFLD中肝內脂肪沉積得到緩解［9］。目前，PPARβ發揮的具體生物學作用尚未完全清楚。但也有研究指出，PPARβ特定激動劑的成功應用以及研究過程所需的適宜細胞模型和動物模型的成功構建，使得近年來對此亞型的具體代謝調節功能的研究起到了極大的推動作用［6］。因此，PPARβ成為了治療脂質代謝紊亂的潛在靶向核受體，調節PPARβ活性的藥物也成為當今預防、治療NAFLD的新方向。

2 解偶聯蛋白2

解偶聯蛋白2（uncoupling proteins，UCP2）是一種與機體產熱及能量代謝相關的線粒體載體蛋白。按照被發現的時間順序，可將其分為5個亞型：UCP1、UCP2、UCP3、UCP4、UCP5，它們之間有不同程度的同源性，但組織分布有所不同，其中UCP2分布最為廣泛，如在白色脂肪組織（white adipose tissue，WAT）、心、肝、脾、肺、腎、腦、骨骼肌等組織中均有表達。UCP2是氧化應激和脂肪酸過氧化的重要因素，可能與NAFLD的發病密切相關，但其具體作用機制尚未明確。

Gu等［10］在高脂飲食對大鼠非酒精性脂肪肝中解偶聯蛋白2的誘導作用試驗中，通過免疫組化和Western blotting免疫印跡方法證實，正常肝臟組織中幾乎沒有UCP2的陽性肝臟細胞信號，只有少數的陽性細胞信號在肝臟竇狀隙內出現，這些細胞的細胞核增大、細胞呈不規則狀；UCP2陽性肝臟細胞信號在脂肪肝模型組內分布廣泛，陽性信號主要出現在細胞質內，分布情況與脂肪肝的嚴重程度呈正相關；與對照組相比UCP2活性細胞的數量和表達強度在大鼠NAFLD進程中逐漸上升，血清中甘油三酯和游離脂肪酸的含量以及肝臟組織中甘油三酯和丙二醛含量均有所升高；隨著NAFLD的加劇，肝臟細胞功能損害逐漸發生，脂質過氧化反應增強，UCP2標記物表達與活性增加。研究證實，UCP2的表達與脂肪代謝及能量代謝相關。UCP2可通過改變脂肪酸代謝，參與脂肪肝的發生。

研究顯示，NAFLD發生時其基因表達上調可消耗三磷酸腺苷（ATP）儲備，間接抑制脂質的合成，促進脂肪酸的β氧化，減輕脂質在肝臟細胞內的蓄積。但ATP水平的下降又會導致機體抗應激能力減弱，使對外界刺激因素的敏感性增加，自然對NAFLD發病機制假說中的“二次打擊”防御能力降低，增加了NAFLD發生的可能性［11］。因此，UCP2在脂肪肝中的表達上調是一把“雙刃劍”。此外，UCP2還具有多種生物學功能［12］，可調節脂肪酸的β氧化，調節脂肪酸的跨膜轉運，促進線粒體內脂肪酸的氧化、分解。肝臟內UCP2基因可受到多種因素的誘導調節，肥胖、血清游離脂肪酸、活性氧、脂質過氧化、胰島素、瘦素等均可上調UCP2的表達，從而減少反應性氧（ROS）生成，抑制脂質在肝臟內的沉積，預防脂肪肝的發生，形成適應性反應。UCP2在NAFLD發生、發展過程中發揮的調節作用是非常復雜的，UCP2的保護作用與損傷作用之間的平衡情況是其對NAFLD最終影響的關鍵所在。

3 脂肪酸合成酶

脂肪酸合成酶（fatty acid synthase，FAS）是一種催化內源性長鏈脂肪酸合成的基本代謝酶類，它參與催化脂肪酸生物合成的最后一步，可通過催化脂肪再生使肝臟產生大量游離脂肪酸。反應主要底物乙酰輔酶A和丙二酰輔酶A首先在FAS的催化下合成脂肪酸，再通過酯化反應形成甘油三酯，必要時也通過β氧化來提供所需的能量。近年來，人們從分子生物學水平對FAS的基因表達進行了一些研究，人們發現控制脂肪酸合成酶mRNA的數量可直接影響脂肪酸合成酶合成的多寡，而FAS的活性和數量對動物機體內體脂的生成與沉積具有重要的意義［13］。

Dorn［14］等，分析發生脂肪變性或是炎癥的肝臟與FAS表達之間的關系發現，在肝臟發生脂肪變的小鼠模型中，FAS的表達顯著升高但未見有明顯炎癥反應。此外，運用微陣技術和免疫組化技術對正常肝臟組織和發生NAFLD的肝臟組織中FAS的表達情況進行分析，結果顯示，FAS的表達與肝臟脂肪變的程度具有明顯相關性，同樣未見有炎癥的發生。總之，在NAFLD中發生了脂肪變的肝臟FAS的表達受到了影響，然而有炎癥反應但沒有發生脂肪變的肝臟中FAS的表達未受影響，這表明FAS可作為NAFLD新的診斷依據或是治療靶位點進行研究。

4 固醇調節元件結合蛋白1c

固醇調節元件結合蛋白（sterol regulatory element－binding protein，SREBP）是動物體脂肪生成基因表達過程中一個極重要的核轉錄因子。它主要通過調節脂肪生成相關酶的基因和葡萄糖代謝相關基因的轉錄水平來控制體內脂肪的合成［15］。SREBP還可直接激活參與脂肪酸、甘油三酯、膽固醇代謝的相關基因的表達，從而調控機體內脂質代謝的整個過程［16］。

SREBR－1c又稱脂肪細胞定向和分化因子，主要調節與脂肪酸代謝相關的酶，同時受到胰島素、葡萄糖、瘦素等多種物質的調控。研究發現，SREBP－1c在NAFLD的發病過程中發揮重要作用，它與肝臟脂質代謝紊亂、IR、氧化應激、PPARs、UCP2等有關。由甘油三酯過剩誘導的脂肪肝轉基因小鼠模型中SREBP－1c過度表達而膽固醇水平沒有升高。由瘦素缺乏引起的患有脂肪肝同時伴有胰島素抵抗和高胰島素血癥的肥胖小鼠中SREBP－1c表達增加。SREBP－1c表達增加促進脂肪生成基因的表達，使脂肪酸合成增加并且加速甘油三酯蓄積［17］。

目前，針對NAFLD較有效的治療措施就是控制機體熱量的攝入以及針對PPAR－γ的治療。作為NAFLD的潛在治療因子，不同藥物具有不同的用藥機制，但其中的一些藥物已經直接或間接顯示出對SREBPs活性的調控作用。Ahmed設想［18］，對SREBP－1c進行調控可能在未來成為NAFLD治療的新的基礎靶點，以減輕脂肪蓄積及胰島素抵抗作用。因此對SREBPs活性的評價在探討NAFLD新型治療方案方面十分重要。

5 脂肪酸轉運蛋白

脂肪酸轉運蛋白（fatty acid transport proteins，FATPs）是影響脂肪含量的關鍵基因之一，主要參與脂肪酸跨膜轉運及脂肪酸代謝。1994年由Schaffer等［19］通過克隆表達技術從小鼠3T3－L1脂肪細胞中首次篩選得到。大量研究證實，FATPs參與脂肪酸的攝取與轉運，在脂質代謝中起重要作用。目前，研究人員發現人和小鼠的FATPs基因都編碼6種不同的轉錄因子［20］，按其發現的先后順序分別被命名為：FATP1、FATP2、FATP3、FATP4、FATP5、FATP6。

Schaffer等［19］發現，FATP 1和 FATP 4過量表達會顯著提高細胞對脂肪酸的攝取能力，促進脂肪酸的跨膜轉運。Hatch等［21］提出，FATP 1可以直接合成脂酞輔酶A，并與甘油三酯的合成相偶聯，進而促進甘油三酯在細胞內沉積。馮愛娟等［22］通過免疫組化和Western blot方法，對高脂飲食喂養的大鼠肝細胞內FATP 4的表達情況進行分析，結果顯示，高脂飲食飼喂的大鼠肝細胞內FATP 4表達隨NAFLD程度的加重而逐漸上升，在第8周時達到峰值。提示FATP 4的表達變化與脂質代謝異常密切相關，與NAFLD發生、發展進程也有很大關聯。

6 展望

除上述簡要介紹的幾種脂質代謝相關基因之外，還有許多其他脂質代謝相關基因在NAFLD發生發展過程中也發揮重要作用。如單不飽和脂肪酸生物合成限速酶SCDI是瘦素作用的目的基因之一，主要調節脂肪酸代謝及能量平衡。NAFLD模型中SCDI表達增加，使從頭合成的脂肪酸數量上升，肝臟中脂質沉積加重。清除血漿脂蛋白中所含有的TG限速酶LPL，高脂飼喂的刺激下在肝臟中的表達顯著升高［23］。Angptl3是一個新的脂代謝調控基因，Angptl3的表達可以被高脂飲食上調，而高表達的Angptl3抑制了脂蛋白酯酶（LPL）的活性，從而導致了血漿中TG含量的增加［24］。2004年，Zimmermann［25］、Villena［26］等 用 不 同 方 法 研 究 發現，一種性質相近的脂肪酶，后來被統一命名為脂肪甘油三酯脂酶（ATGL）。ATGL是水解甘油三酯的限速酶，在脂解過程中發揮重要作用。

總之，NAFLD的發病機制復雜多樣，其真正的發病機制尚不清楚，脂質代謝異常在NAFLD發病過程中發揮的作用還有待于進一步的研究。迄今為止，對于NAFLD仍以預防為主，并沒有特效的治療藥物，隨著對NAFLD中脂質代謝相關基因的深入研究，將會有更多的藥物治療潛在靶點被我們發現，這將有利于有效藥物的開發并對控制該疾病做出巨大貢獻。

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