頂端鈉依賴性膽酸轉運體表達調控及在膽汁淤積性疾病發病中作用的研究進展

常壯鵬，邵云云，程瑤，劉俊瑾，樊磊，侯銳鋼

(1山西醫科大學藥學院，山西太原030000；2山西醫科大學第二醫院)

膽汁淤積是指由各種原因引起的膽汁分泌不暢或排泄障礙所致的一種病理狀態，表現為多種膽汁成分在肝臟及體循環中的大量蓄積。膽汁淤積時，過量的膽汁酸會引起肝細胞壞死和凋亡進而造成肝損傷[1,2]，如長期不控制，則可進展為肝纖維化甚至肝硬化，因此，維持體內膽汁特別是膽汁酸穩態對于膽汁淤積的預防和治療至關重要。膽汁酸肝腸循環是維持膽酸池穩態的重要調控環節，在肝臟合成的膽汁酸分泌入腸道后約95%會經門靜脈重新回到肝臟，整個過程的運行有賴于肝腸組織多種轉運體的協調作用，任一轉運體表達或功能發生異常都有可能導致肝腸循環障礙，影響膽酸池平衡進而形成膽汁淤積。近年來，肝細胞轉運體如膽汁酸鹽輸出泵(BSEP)、多藥耐藥相關蛋白2(MRP2)、多藥耐藥蛋白3(MDR3)及Na+膽鹽共轉運體(NTCP)等在膽汁淤積性疾病中起到的作用被多次報道[3,4]。位于回腸末端的頂端鈉依賴性膽酸轉運體(ASBT)在膽汁酸的重吸收和排泄過程發揮非常重要的作用，但其與膽汁淤積性疾病的關系尚未見綜述。ASBT參與膽汁酸肝腸循環受到核受體轉錄因子法尼醇X受體(FXR)的調控介導，FXR通過調控ASBT在腸道的表達影響膽汁酸的重吸收，對于膽汁酸穩態起著重要的調節作用。現就ASBT的表達調控及在膽汁淤積性疾病發病中的作用研究進展綜述如下，以期為膽汁淤積性疾病的預防與治療提供進一步的理論和實驗依據。

1 ASBT的表達調控

1994年，Wong等[5]首次于倉鼠回腸組織中克隆出ASBT基因，隨著在大鼠、小鼠、兔、人體內發現ASBT的報道相繼出現，對于ASBT的研究也越來越深入。人類ASBT基因屬于第10溶質轉運蛋白家族(SLC10)成員之一，編號為SLC10A2，定位于染色體13q33，含有6個外顯子，DNA序列長約24 kb。人類ASBT是一條含有348個氨基酸、分子量約為48 kD的糖蛋白，具有7個跨膜區，N末端在胞外且有糖基化位點，C末端位于細胞內[6]。嚙齒類動物、兔和人的ASBT序列同源性大于80%。在哺乳動物體內，ASBT主要分布于回腸末端，在腎近曲小管、十二指腸及膽管等組織上皮細胞也有表達[7]。但新近研究[8]表明，ASBT在虹鱒魚的尾腸組織高度表達，并且隨膽汁酸含量的升高而增加，其他部位表達極少或無分布。ASBT對底物有嚴格的特異性。隨著物種的進化，ASBT對膽鹽底物的特異性在逐漸擴大。對于5α-膽汁醇、5β-膽汁醇和牛磺膽酸三種膽酸鹽而言，古老物種八目鰻只對5α-膽汁醇有較高親和力；現代魚類鰩魚對5α-膽汁醇、5β-膽汁醇具有較高親和力，對牛磺膽酸作用較差；而人ASBT對于三者均表現高度親和性[9]。目前已報道的ASBT底物包括脫氧膽酸、熊脫氧膽酸、鵝脫氧膽酸以及它們與牛磺酸、甘氨酸的結合物等。SLC10A2基因的變異及其編碼的ASBT蛋白表達和功能異常與多種腸道疾病的發生有關。ASBT的某些底物通過與其特異性結合調控ASBT表達在多種膽汁淤積性疾病的預防和治療中得到應用。有研究[10]顯示，與正常人相比，克羅恩病患者回腸末端ASBT表達明顯降低，使得重吸收減少，這可能是患者腹瀉的主要原因；Hruz等[11]研究表明，阻塞性膽汁淤積患者ASBT mRNA表達明顯下調，提示可能通過下調ASBT基因和蛋白表達代償性抑制體內過量膽汁酸的重吸收從而減輕膽汁淤積癥狀；也有證據顯示，ASBT抑制劑二聚膽汁酸類似物S0960可通過增加3H-牛磺膽酸的腎清除率改善肝外膽汁淤積的癥狀。

盡管ASBT在腸道的表達調控機制尚不完全明確，但大量實驗研究表明核受體FXR對ASBT基因及蛋白的表達起到極其關鍵的作用，進而影響膽汁酸在腸道的重吸收。FXR為配體依賴性轉錄調節因子，因于1995年研究發現可被法尼醇及其代謝物激活而命名[12]。目前，FXR基因(NR1H4/Nr1h4)已多次在人類、犬科動物及嚙齒類動物等多個物種中成功克隆。結構學研究[13]表明，FXR具有典型的核受體結構，主要分布于肝臟和腸道，調節膽汁酸的合成與代謝。FXR可通過多靶點、多途徑影響ASBT基因及蛋白的表達，且不同物種間存在一定差異。Chen等[14]研究發現，小鼠體內FXR被激活后可誘導小異源二聚體伴侶(SHP)的表達，隨后通過抑制對ASBT具有關鍵轉錄調控作用的肝受體同源物-1(LRH-1)進而發揮對ASBT的負反饋調節作用。類似地，用FXR活化配體去氧膽酸飼養兔1周后發現，ASBT mRNA表達水平明顯下降，其機制為受到FXR-SHP-甲胎蛋白轉錄因子(FTF，在小鼠中也稱LRH-1)級聯反應的調節[15]。在人體內，FXR一方面激活SHP后可拮抗維甲酸受體/維甲酸X受體(RAR/RXR)介導的ASBT的轉錄，減少其生成[16]；另一方面，FXR可促進成纖維細胞生長因子19(FGF-19)的表達，減少SHP的降解，起到抑制RXR的作用，同樣使ASBT表達下調[17]。此外，有研究[18]顯示在人結腸癌細胞株Caco-2和小鼠CT-26細胞中，FGF-19被激活后可通過細胞外信號轉導激酶1/2、絲裂原活化蛋白激酶、氨基末端激酶1(JNK1)、JNK2和c-Fos參與的信號轉導途徑抑制回腸和膽囊中ASBT的表達。上述研究結果表明，在小鼠、人類與兔回腸中FXR可通過多條通路抑制ASBT的表達并促進膽汁酸的排出。然而，在大鼠體內關于FXR對ASBT的調控仍存在爭議。早期研究顯示大鼠在FXR配體膽酸飼養10 d后腸道組織中ASBT mRNA表達水平顯著升高[19]，但是之后有報道稱大鼠體內膽汁酸含量的變化并不會影響ASBT的表達[20]。Chen等[14]也發現大鼠FXR活化后不會對回腸ASBT的表達產生影響，原因為大鼠體內缺乏與ASBT啟動子結合的LRH-1反應元件。

2 ASBT在膽汁淤積性疾病發病中的作用

膽汁淤積性疾病發病機制復雜，目前臨床上專門用于治療膽汁淤積的藥物仍極度匱乏。熊去氧膽酸(UDCA)作為FDA惟一批準的治療原發性膽汁性肝硬化(PBC)的藥物，藥效也只局限于疾病早期且對約40%的患者無效或療效有限[21]。考慮到ASBT在膽汁酸腸道重吸收過程及維持體內膽酸池穩態方面起到關鍵性的作用，許多研究者就ASBT與常見膽汁淤積性疾病如進行性家族性肝內膽汁淤積1型(PFIC-1)、妊娠性肝內膽汁淤積(ICP)、原發性硬化性膽管炎(PSC)等的關系進行了探索。

2.1 ASBT在PFIC-1發病中的作用 PFIC-1主要表現為伴有突出和特征性瘙癢的膽汁淤積，患兒可反復出現黃疸癥狀，常繼發肝外表現，如佝僂病、干眼癥、維生素D吸收不良等[22]。PFIC-1發病與ATP8B1基因突變減少其編碼的家族性肝內膽汁淤積相關蛋白1(FIC1)的合成有關。研究[23～25]表明敲除Caco-2細胞中的ATP8B1基因后會促進ASBT mRNA的表達，也有學者發現在使用FIC1抑制劑后FIC1蛋白表達明顯下調，人類Caco-2細胞中ASBT啟動子的活性則顯著增強。推測PFIC-1發病可能是由于FIC1表達減少后，FXR轉錄活性被抑制，對ASBT的拮抗被削弱，ASBT蛋白表達與功能明顯增強，最終導致大量膽汁酸被重吸收，肝內膽汁酸超負荷進而引發膽汁淤積。而UDCA和同為FXR配體的奧貝膽酸可與FXR結合從而下調ASBT的表達，使得膽汁酸重吸收減少從而減輕膽汁淤積。也有研究[26]顯示FXR激動劑利福平可能通過減少ASBT表達使得體內過量膽汁酸排出體外從而達到緩解PFIC-1患者臨床癥狀的作用，所以FIC1對FXR及下游靶點ASBT等蛋白的影響可能是PFIC-1患者發生膽汁淤積的基礎。

2.2 ASBT在ICP發病中的作用 ICP為女性妊娠中晚期特有的并發癥，臨床主要表現為黃疸、皮膚瘙癢及轉氨酶升高，產后癥狀消失，此病對胎兒安全造成巨大威脅，可引起早產甚至死產，并且圍產兒發病率和死亡率也大大增加[27,28]。目前ICP發病機制尚不十分明確，多認為與免疫功能有關。研究[29]表明在ICP患者的胎盤中觀察到G蛋白耦聯膽汁酸受體5(TGR5)mRNA表達明顯下調，且ICP重度組TGR5的表達明顯低于輕度組，提示TGR5的表達與ICP病情嚴重程度有關。Xia等[30]認為，TGR5被抑制后可使環-磷酸腺苷(cAMP)的水平下降，進而減弱ASBT的轉運功能，不利于在膽汁淤積中發揮利膽的作用。矛盾的是，Annaba等[31]研究發現，TGR5誘導的胰島素分泌會下調糖尿病大鼠回腸ASBT基因與蛋白的表達，并且會降低caco-2細胞ASBT啟動子的活性，而TGR5被抑制后則會增加ASBT的表達。以上研究結果均提示TGR5可能通過影響ASBT的功能參與到ICP的發病過程。另外，有研究顯示ICP患者硫代別孕烷醇酮濃度明顯升高，可競爭性地抑制FXR，導致ASBT作用增強，減少膽汁酸的排出[32]。由以上可知，ICP的發病可能與ASBT蛋白表達與功能的異常有關，但具體機制還有待研究。

2.3 ASBT在PSC發病中的作用 PSC是一種慢性炎癥性疾病，影響肝內和(或)肝外膽管造成膽管局灶性或節段性狹窄，呈現進行性膽汁淤積，最終可發展至終末期肝臟疾病如肝硬化、肝衰竭等[33]。雖然PSC的發病過程也有TGR5基因的參與，但與TGR5基因在ICP疾病中的作用相反，有學者[34]經過對TGR5進行全基因組分析，發現TGR5基因與PSC的發病具有統計學相關性，可能為此病的一個致病基因。TGR5可通過活化cAMP促進ASBT mRNA和蛋白的表達，增強ASBT轉運膽汁酸的功能[30,35]，使得膽汁酸重吸收增加，最終引發膽汁淤積。并且有研究[36]顯示，ASBT抑制劑SC-435可減少膽酸池的大小及疏水性膽汁酸的滯留，改變膽汁磷脂酰膽堿/膽汁酸的比例進而阻止小鼠PSC的病程進展。目前另一ASBT抑制劑LUM001對PSC患者的安全性和有效性正在進行二期臨床試驗。

綜上所述，ASBT的生物學活性及在腸道的表達與功能受到核受體FXR的精密調控，對膽汁酸的肝腸循環及排泄等過程至關重要。膽汁淤積性相關疾病如PFIC-1、ICP與PSC的發生均與ASBT存在直接或間接的聯系。隨著對膽汁淤積性疾病治療藥物的探索不斷深入，ASBT抑制劑越來越受到關注，越來越多的此類藥物正在進行動物研究和臨床試驗。相信在學者們對ASBT與膽汁淤積性疾病的關系認識逐步完善后，會對ASBT抑制劑的作用有全面的了解，有望盡早研發出更多可以特異性治療膽汁淤積性疾病的藥物。