維生素D受體在代謝相關(guān)性脂肪性肝病中的作用研究進(jìn)展

林慧玲 陳玲紅 曾清芳

代謝相關(guān)性脂肪性肝病(metabolic associated fatty liver disease, MAFLD)既往稱之為非酒精性脂肪性肝病(Nonalcoholic fatty liver disease, NAFLD)[1]，已成為全球最常見的肝臟疾病，中國發(fā)病率約為29%[2]。據(jù)預(yù)測到2030年MAFLD將成為美國肝移植的最主要病因[3]。目前為止，MAFLD發(fā)生或發(fā)展的致病機(jī)制仍未完全清楚。除減輕體質(zhì)量外尚無可靠的改善MAFLD疾病嚴(yán)重程度和纖維化的藥物治療方法[4]。近年來發(fā)現(xiàn)，MAFLD患者的維生素D水平顯著降低。維生素D代謝物1,25-二羥基維生素D3[1,25(OH)2D3]通過與維生素D受體(Vitamin D receptor, VDR)結(jié)合而產(chǎn)生類固醇激素作用。已經(jīng)證實(shí)，維生素D缺乏可通過內(nèi)毒素和Toll樣受體等多種途徑導(dǎo)致在肝臟產(chǎn)生炎癥、氧化應(yīng)激，促進(jìn)MAFLD的發(fā)生，而肝臟VDR與肝臟炎癥和損傷存在負(fù)相關(guān)[5]。VDR作為核受體，被認(rèn)為是MAFLD的潛在治療靶點(diǎn)。近年來眾多研究探討了VDR在MAFLD中的作用，基于這些進(jìn)展本文綜述了肝臟VDR和MAFLD的關(guān)系，以期對MAFLD防治的進(jìn)一步研究提供參考。

一、肝臟中的VDR概述

胃腸道和內(nèi)分泌組織中VDR無處不在且研究較多，但由于在肝臟中VDR表達(dá)較少，其在肝臟中的生理作用尚未完全明確。已經(jīng)證實(shí)，在嚙齒動物肝臟中存在VDR的表達(dá)。盡管在大鼠的肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞中VDR mRNA表達(dá)水平較低，但在肝竇內(nèi)皮細(xì)胞、庫普弗細(xì)胞和肝星狀細(xì)胞等非實(shí)質(zhì)細(xì)胞中VDR mRNA表達(dá)水平較高[6]。同樣，在小鼠肝臟分離出的肝細(xì)胞、庫普弗細(xì)胞、膽管細(xì)胞和星狀體中也證實(shí)了VDR mRNA存在表達(dá)，其中庫普弗細(xì)胞的VDR表達(dá)水平最高[7]。盡管如此，在動物肝臟非實(shí)質(zhì)細(xì)胞中VDR表達(dá)功能尚不清楚。

在既往關(guān)于MAFLD研究中，也已經(jīng)注意到單純脂肪肝和非酒精性脂肪性肝炎nonalcoholic steatohepatitis, NASH)階段，VDR表達(dá)水平存在差異。其中從NASH患者肝穿組織中的實(shí)質(zhì)細(xì)胞和炎性細(xì)胞中均檢測到VDR表達(dá)。而進(jìn)一步證明，膽管細(xì)胞中VDR表達(dá)程度與脂肪變性、小葉炎癥嚴(yán)重程度和NAFLD活性評分呈負(fù)相關(guān)[8]。肝臟VDR表達(dá)與肝纖維化和炎癥的嚴(yán)重程度也呈負(fù)相關(guān)[9]。

MAFLD患者的肝臟VDR表達(dá)上調(diào)，與單純性脂肪變性患者相比，NASH患者VDR表達(dá)顯著降低[8]。這一結(jié)論在既往NASH小鼠模型中得到驗(yàn)證[10]。目前的研究提示，在MAFLD早期階段時，VDR表達(dá)上調(diào)，而在脂肪性肝炎階段時VDR表達(dá)則下調(diào)。可見，肝臟中VDR的表達(dá)水平與肝臟疾病程度具有一定關(guān)系。

二、肝臟中VDR的差異激活

VDR核受體由6個功能域組成，其中E域負(fù)責(zé)與配體結(jié)合。VDR不僅可結(jié)合維生素D，還可結(jié)合次級膽汁酸(尤其是石膽酸及其代謝產(chǎn)物)等其他配體[11]。1,25(OH)2D3主要由25(OH)D3在腎臟中羥基合成，此外也由巨噬細(xì)胞合成。需要指出的是，由巨噬細(xì)胞合成的1,25(OH)2D是免疫細(xì)胞內(nèi)VDR的主要配體。由于肝巨噬細(xì)胞在肝臟炎癥和肝細(xì)胞損傷中起關(guān)鍵作用，因此，肝臟中的VDR可能同時接受到來自于循環(huán)和巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的1,25(OH)2D3。

VDR配體進(jìn)入細(xì)胞后，易位到細(xì)胞核中，并且易位誘導(dǎo)VDR磷酸化。磷酸化的VDR進(jìn)一步與視黃醇X受體(retinol X receptor, RXR)形成異源二聚體，所得的VDR-RXR異源二聚體促進(jìn)VDR與位于效應(yīng)基因啟動子區(qū)域的維生素D反應(yīng)元件(VDRE)結(jié)合[12]。因此，VDR-RXR充當(dāng)了將VDR配體的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)至維生素D反應(yīng)元件的分子開關(guān)，而VDR配體又穩(wěn)定了VDR-RXR的構(gòu)象。

三、膽汁酸代謝和VDR激活

膽汁酸由肝臟中的膽固醇衍生物合成，進(jìn)入腸道后在腸道菌群作用下轉(zhuǎn)化為次級膽汁酸。已證實(shí)，膽汁酸具有類激素作用，可作用于不同的受體，發(fā)揮調(diào)節(jié)代謝、內(nèi)分泌和免疫作用。目前已知的膽汁酸受體包括VDR、法尼醇X受體、G蛋白偶聯(lián)受體和孕烷X受體[11,13]。

已經(jīng)證實(shí)，膽汁酸可激活多種核因子以發(fā)揮類激素作用。鵝脫氧膽酸和膽酸可作為法尼醇X受體和孕烷X受體的配體。但法尼醇X受體和孕烷X受體都不可作為1,25(OH)2D3受體，然而，VDR卻可被如石膽酸、甘氨石膽酸和7酮-石膽酸等膽汁酸有效地激活。并且已經(jīng)證實(shí)，石膽酸和3-酮-石膽酸與1,25(OH)2D3存在VDR結(jié)合競爭抑制關(guān)系。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，膽汁酸與維生素D在VDR激活的潛在機(jī)制可能存在差異。維生素D驅(qū)動的VDR激活與鈣離子水平升高相關(guān)，而膽汁酸驅(qū)動的VDR激活則與鈣離子通量無關(guān)[13]。

此外，膽汁酸的肝腸循環(huán)可能會促進(jìn)肝臟和腸道中VDR的活化。當(dāng)存在膽汁淤積時，肝臟和腸道中的石膽酸水平升高，而石膽酸的積聚會激活VDR，從而將石膽酸轉(zhuǎn)化為毒性較小的代謝產(chǎn)物[14]。已有研究表明，石膽酸可以通過VDR誘導(dǎo)肝臟中CYP3A4的表達(dá)，從而參與膽汁酸的氧化[15]。也有研究顯示，腸VDR缺乏與石膽酸誘導(dǎo)的肝壞死增加有關(guān)，而在腸特異性VDR破壞小鼠中CYP3A4的異位表達(dá)導(dǎo)致石膽酸誘導(dǎo)的肝毒性減弱[16]。上述研究表明VDR的表達(dá)水平與膽汁淤積時的肝損傷存在相關(guān)性。

有研究表明，在缺乏維生素D的大鼠中，石膽酸治療可通過激活VDR提高血鈣水平，此外，石膽酸治療還可增加VDR的表達(dá)增強(qiáng)抗炎功能[17]。石膽酸干預(yù)后VDR表達(dá)增加的潛在的機(jī)制與SIRT1/Nrf2通路激活有關(guān)，進(jìn)而可減少NF-κB磷酸化和IL-8分泌[18]。此外， VDR表達(dá)可能具有組織特異性，當(dāng)1,25(OH)2D3優(yōu)先激活小腸的VDR時，石膽酸則更容易激活大腸VDR[13]。

腸道菌群及其代謝物也對VDR功能產(chǎn)生影響。在動物研究中發(fā)現(xiàn)，某些菌群的代謝物如丁酸鹽可增加腸道VDR的表達(dá)，抑制炎癥反應(yīng)[19]。而VDR水平也對腸道菌群改變產(chǎn)生一定影響。一項(xiàng)比較VDR基因敲除小鼠和野生型小鼠的腸道菌群研究發(fā)現(xiàn)，與野生型小鼠相比，VDR基因敲除小鼠的腸道內(nèi)的產(chǎn)酸菌顯著減少，而梭狀芽孢桿菌和類桿菌增加[20]。這些研究說明了VDR和腸道微生物群可能存在相互聯(lián)系。由于腸道菌群代謝物可經(jīng)門靜脈入肝，這將導(dǎo)致肝內(nèi)存在多種VDR配體。因此，這可能會在一定程度上影響補(bǔ)充維生素D治療MAFLD的結(jié)果。

四、肝細(xì)胞亞群中的VDR激活差異

盡管VDR在肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞中的表達(dá)較低。但VDR在肝臟內(nèi)不同區(qū)域、不同細(xì)胞類型之間的差異較大，因此，VDR的區(qū)域激活很可能對特定細(xì)胞類型具有重要意義。肝巨噬細(xì)胞能夠?qū)?5(OH)D3轉(zhuǎn)化為1,25(OH)2D3，由此產(chǎn)生的1,25(OH)2D3可以通過VDR依賴性機(jī)制誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞分化。體外研究已經(jīng)表明，1,25(OH)2D3干預(yù)可導(dǎo)致巨噬細(xì)胞吞噬活性增加[21]。巨噬細(xì)胞中的VDR活化可通過抑制MHC II類抗原而產(chǎn)生強(qiáng)烈免疫抑制作用。因此，常駐巨噬細(xì)胞的VDR活化可防止小鼠肝臟炎癥、脂肪變性和胰島素抵抗產(chǎn)生，并保護(hù)肝臟免受內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激影響[9]。

肝星狀細(xì)胞活化通常認(rèn)為是肝纖維化進(jìn)展的初始階段。已證實(shí)，VDR激活可拮抗TGF-β/Smad等多個促纖維化基因的轉(zhuǎn)錄[22]。肝星狀細(xì)胞中VDR的激活還與自噬相關(guān)因子P62/SQSTM 1蛋白聚合物的結(jié)合增強(qiáng)有關(guān)，并可潛在的延緩肝纖維化和肝癌的進(jìn)展。

在人肝癌HepG2細(xì)胞系和人原代肝細(xì)胞系中均可檢測到VDR蛋白和VDR mRNA。既往研究認(rèn)為，肝細(xì)胞的VDR可抑制膽汁酸合成，從而保護(hù)肝臟免受膽汁淤積影響[14]。在一項(xiàng)針對轉(zhuǎn)染人VDR肝細(xì)胞系的轉(zhuǎn)錄組學(xué)和代謝組學(xué)的研究表明，20%的VDR應(yīng)答基因與脂質(zhì)代謝、脂肪酸、甜菜堿和甘油的攝取有關(guān)，這提示VDR在肝細(xì)胞脂質(zhì)代謝中起著重要作用[23]。此外，在完全VDR缺陷小鼠模型中，肝臟未發(fā)生脂肪變性，表明VDR激活可能與脂質(zhì)合成增強(qiáng)或脂質(zhì)向肝外轉(zhuǎn)運(yùn)減少有關(guān)，也提示VDR激活可能會導(dǎo)致MAFLD的發(fā)生和發(fā)展[24]。然而，在肝臟特異性VDR敲除小鼠中卻發(fā)現(xiàn)，高脂飲食喂養(yǎng)后肝臟更易產(chǎn)生脂肪變[25]。這說明，高脂飲食條件下，除VDR外尚有其他因素調(diào)節(jié)肝臟脂質(zhì)代謝。這其中，胰島素抵抗被認(rèn)為是最重要的原因。先前的研究已經(jīng)表明，脂肪酸、胰島素均可誘導(dǎo)肝細(xì)胞中VDR表達(dá)。因此，高胰島素血癥對VDR肝表達(dá)的影響及其與高脂飲食對肝脂肪變性的潛在關(guān)系有待進(jìn)一步研究。

五、總結(jié)及展望

綜上所述，VDR可能在MALFD的發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。肝臟中的VDR在不同細(xì)胞中具有不同作用，在巨噬細(xì)胞和星狀細(xì)胞中VDR的激活導(dǎo)致肝臟炎癥、纖維化的減弱，但是在肝細(xì)胞中VDR的激活可以加速脂質(zhì)蓄積。MAFLD患者體內(nèi)維生素D水平較低，且VDR在肝細(xì)胞中低水平表達(dá)使肝細(xì)胞對其多種配體并不敏感。但肝細(xì)胞VDR可被膽汁酸和非實(shí)質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生的內(nèi)源性1,25(OH)2D3等激活，在存在高脂血癥、胰島素抵抗等情況下極易發(fā)生肝臟脂質(zhì)異常堆積。

VDR配體并非僅有維生素D一種。因此，單純外源性補(bǔ)充維生素D的研究可能無法充分完全反映VDR的全部作用。因此，當(dāng)前通過補(bǔ)充維生素D非特異性激活VDR的策略能否有效治療MAFLD仍需要進(jìn)一步考量。此外，長期大劑量補(bǔ)充維生素D可能引起的影響也需要密切監(jiān)測。今后對MAFLD疾病中VDR的調(diào)控機(jī)制研究可能成為新的熱點(diǎn)。