脂質組學在非酒精性脂肪性肝病中的研究進展

路曉茅

天津市第三中心醫院分院內分泌科 (天津 300182)

隨著經濟的發展，非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)在全球范圍內的發病率急劇上升，并已成為21世紀重要的公眾健康問題之一[1]。自20世紀，“組學”的概念開始興起，為分子生物學研究開辟出了一個新的研究領域，目前已先后涌現出諸如基因組學(genomics)、轉錄組學(transcriptomics)等分支。2003年，脂質組學(lipidomics)這一概念首次在國際上被正式提出。脂質是一類不溶于水但可溶于乙醚、氯仿等有機溶劑的有機小分子物質，主要是脂肪酸及其與醇類作用的產物，以及與生物合成及功能相關的衍生物[2]。脂質組學則主要通過技術手段對生物體、組織或者細胞內部的整體脂質成分及與其存在相互作用的分子和基因的表達進行系統性分析，通過不同狀態下脂質代謝及其代謝調控的比較，了解脂質的結構及功能，識別關鍵的脂質標志物，從而揭示脂質在代謝網絡中的作用機制。由于脂質分子結構的復雜化和多樣化，目前關于脂質對調節生物體各項功能的機制尚不完全清楚，但隨著研究技術手段不斷發展，脂質組學研究也在飛速發展。現就脂質組學在NAFLD中的研究進展做一綜述。

1 甘油酯類

2007年Puri等[3]對NAFLD人群進行了脂質組學研究，利用毛細管氣相色譜法對非酒精性單純性脂肪肝(NAFL)、非酒精性脂肪性肝炎(NASH)及對照組3組共27人進行肝臟脂質測定，發現在NAFL及NASH組的三酰甘油(TAG)、二酰甘油(DAG)均有明顯升高，尤其是在NAFL組升高明顯，游離脂肪酸(FFA)的水平變化不顯著，TAG/DAG比值在從對照組到NAFL乃至NASH組呈逐漸升高趨勢。Gorden等[4]對健康及NAFLD的人類及小鼠模型的肝組織提取物進行脂質組學分析，發現健康人及病變患者的肝臟磷脂成分在含有DAG的脂質成分中存在顯著差異，再次證實了DAG轉移酶在NAFLD及肝硬化的發生發展中發揮作用，認為DAG的顯著增加是NAFLD的標志，同時DAG參與NAFLD時TAG、磷脂酰膽堿(PC)、磷脂酰乙醇胺(PE)等脂類水平的改變，可能是推動NAFLD發展的重要脂質信號分子。

2 甘油磷脂

磷脂的分子結構有兩極性，含氮或磷元素的一端為親水端，另一端的長烴基鏈為疏水端，是構成生物膜的主要成分，在人體內含量較豐富。由甘油構成的磷脂稱為甘油磷脂。甘油磷脂在NAFLD患者體內分布情況存在差異。Puri等[3]的研究中發現肝臟總PC水平在NAFL及NASH組低于正常對照組，認為與DAG的合成增加有關。Gorden等[4]于2015年對總共88例觀察對象根據肝活檢分為正常對照組、脂肪變性組、脂肪性肝炎組及肝硬化組，應用液相色譜-質譜聯用(LC-MS)法分析肝組織、血及尿液標本的脂質譜，發現甘油磷脂存在差異，溶血性磷脂酰乙醇胺(LPE)水平隨著肝活檢的惡化呈降低趨勢，其在NASH對比NAFL更低且差異有統計學意義。但Anjani等[5]對肥胖的NASH婦女進行減肥手術前后的循環血及手術時的肝門系統靜脈血進行分析，發現NASH婦女循環血液中PC、PE、磷脂酰肌醇(PI)、磷脂酰甘油(PG)、溶血性磷脂酰膽堿(LPC)水平均升高，減肥手術后大多數PG水平仍高，NASH患者肝門靜脈血的PG和PE顯著增加。在NAFLD中肝臟及血清的甘油磷脂改變提示了疾病狀態下肝臟合成代謝及酶體的異常。

此外，縮醛磷脂是一種獨特的膜磷脂，是在sn-1位含有乙烯基醚鍵的脂肪醇，在甘油骨架的sn-2位置富含多不飽和脂肪酸(PUFA)，被認為對組織的氧化損傷具有保護作用。Eisinger等[6]關于脂肪肝小鼠肝臟的實驗結果發現，總的縮醛磷脂水平無顯著改變，但含18碳的縮醛磷脂明顯升高。Gorden等[4]發現含PUFA的PE及與醚結構相關的部分在NASH中比NAFL更高。Yang等[7]發現血清膽堿縮醛磷脂、乙醇胺縮醛磷脂在人類NAFLD血清中均降低。在現有研究中縮醛磷脂在疾病中表達不同的原因目前尚不清楚，可能與研究對象處于同一疾病分型的不同階段有關，需要進一步研究以證實。

3 鞘脂類

鞘脂的核心結構是鞘氨醇，具有兩極性，一端為親水的醇類結構，另一端是疏水的長鏈脂肪酸。鞘脂是構成生物膜的重要組成部分，其中神經酰胺是鞘脂類代謝的中間產物，具有多種生理作用。Yang等[7]發現在血清學脂質組學研究中，NAFLD組神經酰胺增加，而在慢性乙型肝炎患者中神經酰胺水平是降低的。Tu等[8]證實在NAFLD小鼠中肝臟及血漿神經酰胺及鞘磷脂均增加。多個研究證實，神經酰胺在NAFLD的進展中呈一致性的增加，可作為NAFLD的血清標志物之一。

4 脂肪酸(FA)類

根據FA的碳氫鏈的飽和程度，可將其分為飽和脂肪酸(SFA)、單不飽和脂肪酸(MUFA)、PUFA。Puri等[3]發現，在NAFLD與對照組中肝臟亞油酸(18︰2 n6)和α-亞麻酸(18︰2 n6)水平均無統計學差異；NASH組中FFA、TAG、PC中的花生四烯酸(20:4 n6)水平及TAG中的二十碳五烯酸(20︰5 n3，EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)水平是降低的，FFA中n6/n3多不飽和脂肪酸比率在NASH組升高。Puri等[3]認為FA分布的改變與脂肪合成增加、機體對脂肪超載的適應性改變有關，但此改變尚不足對抗脂毒性。必需氨基酸亞油酸水平的降低，以及具有抗炎、抗腫瘤及免疫調節作用的EPA、DHA水平的降低可能與去飽和酶和脂氧合酶活性改變有關，但過氧化物酶體病、PUFA代謝和非酶氧化受損，可能與NASH的發展有關。Saito等[9]的實驗也證實了這一點。2015年，Loomba等[10]對10例肝活檢證實NAFL和9例NASH患者，以及10例MRI診斷非NAFLD受試者的血漿進行分析，發現促炎作用的類花生酸代謝物在NASH中升高，其中11、12-二羥基二十碳酸(11、12-diHETE)，13、14-二氫-15-酮前列腺素D2(dhk PGD2)，20-羥基花生四烯酸(20 COOH AA)升高明顯，可作為區分NAFL和NASH的生物標志物，同時也印證了Puri的推斷。

5 膽固醇(CHO)

在NAFLD中，固醇調節元件結合蛋白(SREBP)2、肝X受體(LXR)-α和法尼醇X受體(FXR)的廣泛失調對細胞內膽固醇代謝異常起關鍵作用。膽固醇中游離型膽固醇(FC)通過在肝細胞中的積累、破壞線粒體及內質網膜的完整性，觸發線粒體氧化損傷及內質網應激，促進毒性物質產生，誘導脂肪功能障礙并誘導炎性反應。氧化型低密度脂蛋白(ox-LDL)的積累可激活Kupffer和肝星狀細胞，促進肝臟炎性反應和纖維化。Puri等[3]發現肝臟FC水平從對照組到NASH組呈逐漸升高趨勢。

既往的研究已經證實，在胰島素抵抗(IR)的狀態下，肝臟脂肪生成增多，脂解作用升高，循環中FFA及膽固醇含量升高，過多的FFA向肝臟流去，在肝內以TAG的形式儲存起來，造成NAFLD的發生。中性脂質在肝臟沉積的過程伴隨FFA、FC等毒性物質產生。毒性脂質經過β氧化后產生大量的活性氧物質(ROS)，后者可導致線粒體損傷，同時毒性脂質可造成內質網應激，多種炎性因子分泌、炎性細胞浸潤，引發肝細胞非自限性的炎性反應、壞死，甚至肝纖維化，損傷肝功能，使NAFL向NASH進展，最終導致肝硬化乃至肝癌發生。由此可見，脂質成分在NAFLD的發生發展中發揮重要的作用，因此，深入探討脂質與NAFLD的關系具有重要的意義。

綜上所述，多種脂類及其相關的酶類改變參與了NAFLD的發生及進展，但現有的研究結果也存在一定的差異性，這種差異形成的原因可能與樣本的選取條件不同和研究對象脂肪肝病變的程度不同有關，但也可能存在更多當下尚未知曉的原因。目前，人類對脂質組學這一新興學科的了解尚少，需要進一步更多、更深入的研究來完善對脂質代謝網絡的認識，更深刻理解和認識NAFLD的發生機制，為尋找疾病治療方向提供有力的幫助，并推動這一學科的發展。