脂質影響非酒精性脂肪性肝病的研究進展

陳 盈，王 猛，楊 威，張 蒙，李嘉麗，袁曉環

(牡丹江醫學院，黑龍江 牡丹江 157011)

糖尿病肝病是指由糖尿病引起的肝臟疾病，主要可分為糖原性肝病 (Glycogenic Hepatopathy,GH)和非酒精性脂肪性肝病 (Nonalcoholic Fatty Liver Disease,NAFLD)。GH是1型糖尿病 (Type 1 Diabetes Mellitus,T1DM)的罕見并發癥，以肝細胞因糖原過多累積而鏡下表現蒼白腫大為病理活檢特征[1]。NAFLD被認為是一種代謝綜合征 (Metabolic Syndrome,MS)，以肝細胞內脂肪沉積，進而發生脂肪樣病變為病理活檢特征，且常見于2型糖尿病 (Type 2 Diabetes Mellitus,T2DM)。NAFLD的主要癥狀有胰島素抵抗 (Insulin Resistance,IR)、肝功能異常、肝臟腫大、纖維化程度增高，并且可能由于血脂代謝異常而誘發動脈粥樣硬化、高血壓等疾病，以及腹部肥胖等生理狀態[2]。由于NAFLD可引起諸多不良反應，并且治療困難，因此NAFLD成為威脅全球人類健康的問題[3]。本文主要針對NAFLD的發生機制進行綜述，并對其治療做出展望。

1 非酒精性脂肪性肝病

肥胖是引發IR的主要原因，IR是代謝綜合征和T2DM發病的關鍵因素。研究表明，IR可導致肝細胞內脂質沉積，進而發生肝細胞損傷。脂質 (Lipid)主要分為脂肪和類脂。在正常情況下，脂質參與體內多種生命活動的過程，但當體內脂質過多，則會引起脂肪沉積、脂肪肝，從而導致NAFLD的發生。

1.1 疾病進程NAFLD的發病機制較為復雜，目前，普遍認可的理論為“二次打擊假說”，即脂質蓄積在肝細胞內，加重肝臟負擔形成第一次打擊，在此基礎上，脂代謝紊亂產生的內源性損傷因子進一步誘發氧化應激等反應，加劇肝細胞的損傷，并導致肝臟炎癥反應，這些因素構成第二次打擊。當肝臟僅僅是脂肪累積而無炎癥產生時，稱為非酒精性脂肪肝 (Nonalcoholic Fatty Liver,NAFL)，若不加以控制，會造成肝內大球狀和大泡脂肪沉積并伴有炎癥發生，進而發展為非酒精性脂肪性肝炎 (Nonalcoholic Steatohepatitis,NASH)，而此過程累積纖維化，進而發展為肝硬化，最終可導致肝癌[2]。

1.2 調脂蛋白的基因多態性對NAFLD的影響正常情況下，載脂蛋白B100(Apolipoprotein B,apoB100)可識別極低密度脂蛋白 (Very Low Density Lipoprotein,VLDL)，將脂質從肝臟輸送至肝外，Cefalù等人的[4]研究表示apoB100的p.K2240X變體可抑制VLDL從肝臟運輸至肝外，從而導致脂質累積在肝臟中，因此，此基因的變異可造成脂肪肝的發生。Zhu等人[5]認為不同基因型的PPAR-γ和血管緊張素II1型受體 (Angiotensin II Type 1 Receptor,AGTR1)相互作用，可能通過降低腫瘤壞死因子-α (Tumor Necrosis Factor-α,TNF-α)的表達，緩解IR的發生，進而影響NAFLD的進展。最近的研究表明，馬鈴薯糖蛋白樣磷脂酶結構域蛋白 (Patatin-like Phospholipase Domain-containing Protein 3,PNPLA3)也被稱為脂聯蛋白，對NAFLD患者的纖維化水平有重要影響。PNPLA3是由肝細胞與肝星狀細胞表達的酰基轉移酶，可將溶血磷脂酸轉化為磷脂酸，有研究表示PNPLA3的148M表型可激活肝星狀細胞，引起視黃醇的釋放，從而抑制基質金屬蛋白酶2分泌，導致肝臟纖維化[6-7]，且PNPLA3的148M變體不會被泛素化作用降解[8]。因此，脂聯蛋白基因PNPLA3的p.I148M變體可作為肝纖維化的遺傳決定因素，導致NAFLD患者晚期發生肝纖維化，增加脂肪肝疾病發生的風險。

通過上述研究可知，以上蛋白的基因多態性可導致脂質沉積于肝臟內，并且這些蛋白的基因多態性通過調節炎癥因子、纖維化水平進一步影響NAFLD的進程。

2 脂質堆積影響的信號轉導通路

從NAFLD的病理特征可見，肝細胞脂質沉積，呈脂肪樣病變，脂肪的堆積可能對機體實質器官產生一定損害，機體的能量代謝也發生了改變，在病變過程中，脂質堆積可影響AMPK、JNK、PPAR-γ、NIK等信號通路，進而造成能量代謝紊亂。

2.1 脂質抑制AMPK的激活當機體正常代謝時，生成的磷酸腺苷 (Adenosine Monophosphate,AMP)在肝激酶B1 (Liver Kinase B1,LKB1)的磷酸化作用下可激活AMP激活蛋白激酶 (AMP-activated Protein Kinase,AMPK)。AMPK信號通路是影響糖代謝的重要通路，其激活可通過減少肝臟表達的耗能白細胞趨化因子2，抑制哺乳動物雷帕霉素靶蛋白C1 (Mammalian Target Of Rapamycin C1,mTORC1)途徑，減少耗能，抑制合成代謝[9-10]。除此之外AMPK的活化還能抑制乙酰輔酶A羧化酶1 (Acetyl CoA Carboxylase 1,ACC1)、3-羥基-3-甲基戊二酸單酰輔酶A還原酶 (3-Hydroxy-3-Methyl Glutaryl Coenzyme A Reductase,HMG-CoA)的活性，從而抑制脂類和膽固醇的合成。AMPK的活化還會促進葡萄糖轉運蛋白從胞質轉移至細胞膜，發揮轉運葡萄糖的作用，增加胰島素的敏感性。Hu等人[11]的研究表明，游離脂肪酸 (Free Fat Acid,FFA)可通過誘導miRNA-22表達，抑制肝臟的成纖維細胞生長因子21 (Fibroblast Growth Factor21,FGF21)表達，從而抑制AMPK的激活。雖然AMPK的激活本身就可以通過刺激甘油三酸酯脂肪酶 (Adipose Triglyceride Lipase,ATGL)促進脂肪酸的生產，但AMPK可通過抑制ACC1，促進肉毒堿棕櫚酰轉移酶 (Carnitine Palmitoyl Transferase 1,CPT1)的表達，從而轉運脂肪酸進入線粒體進行β氧化，以減少內源性FFA的堆積。

2.2 脂質激活JNK信號Cazanave等人[12]的研究表明，FFA可通過調控p53上調促凋亡蛋白 (p53 Up-regulated Modulator of Apoptosis,PUMA)的表達，激活c-Jun氨基末端激酶 (c-JunN-terminal Kinase,JNK)通路，促進了肝細胞的凋亡。Jung等人[13]的研究表明，脂質通過內質網應激誘導肝臟特異表達的肝素酶 (Heparinase,HPS)生成，HPS一方面通過磷酸化胞外信號調節激酶，誘導脂質進一步蓄積；另一方面可與表皮生長因子受體相互作用，激活JNK信號通路。Belgardt等人[14]的研究還表明，JNK信號的激活可影響肥胖小鼠的胰島素敏感性。通過以上研究可知，FFA可通過調節多種靶蛋白激活JNK信號通路，JNK通路的激活對于肝臟細胞凋亡起到重要作用。

2.3 脂質通過PPARs調節脂類代謝PPARs是一類核受體超家族，激活后與視黃醇X受體 (Retinoid X Receptor,RXR)形成異二聚體，通過RXR識別靶基因PPAR反義元件 (Peroxisome Proliferators Responsive Element,PPRE)發揮調節脂類代謝的作用。目前在哺乳動物體內發現PPAR有α、β、γ三種亞型。內源性脂質，如FFA、花生酸類等是過氧化物酶體增殖物激活受體 (Peroxisome Proliferator-Activated Receptors,PPARs)的天然配體。

PPAR-α主要在肝臟中表達，Vernia等人[15]的研究表明，PPAR-α可被FFA抑制，導致下游靶點FGF21表達降低，進而抑制AMPK的激活，導致IR發生。根據前文介紹FFA激活了JNK通路，從而抑制PPAR/FGF21通路，另一方面FFA通過miRNA-22，抑制了FGF21，從而促進機體發生IR。此外G0/G1轉換基因2 (G0/G1 Switch Gene 2,G0S2)是PPAR-α作用的靶點之一，G0S2可調控ATGL水解[16]。因此不僅脂質會抑制PPAR的激活，影響AMPK信號通路的激活，PPAR的激活也會影響脂質的代謝。

Barroso[17]和Cheng[18]等人的研究表明，PPAR-β有助于防止AMPK下調，且能激活PPAR-γ以及其過氧化物酶體增殖物激活受體-γ輔激活子α (Peroxisome Proliferator-activated Receptor-γ Coactivator 1α,PGC1-α)的激活，從而刺激棕色脂肪中線粒體氧化代謝。雖然PPARs家族對糖脂代謝有著促進作用，但PPARs的表達情況并不能完全反映NAFLD的疾病情況，這可能是由于PPARs家族成員在不同器官中發揮著不同的作用，比如PPAR-α主要表達于肝臟，促進肝臟脂代謝，而PPAR-γ主要表達在脂肪細胞，主要影響脂肪酸在脂肪細胞中沉積；也可能是由于在疾病發生的早期，PPARs家族成員反而會代償性升高。

2.4 脂質激活NIK信號的作用Liu[19]的研究表明，肥胖者的肝臟核因子-κB誘導激酶 (Nuclear Factor-κB Inducing Kinase,NIK)能被異常激活，釋放核轉錄因子 (Nuclear Transcription Factor-κB,NF-κB)入核以激活靶基因的轉錄，誘導下游細胞因子產生炎癥信號；同時通過環核苷酸磷酸二酯酶刺激肝葡萄糖生成。Lee[20]等人的研究表明，由脂質激活的NF-κB和脂質本身，均可誘導肝細胞特異表達胎球蛋白A (Fetuin A)，損傷PAPR-α。此外胎球蛋白A還可作為銜接蛋白將FFA結合到Toll樣受體 (Toll-like Receptors,TLRs)上，不僅促進脂質誘導的IR；而且也能誘導巨噬細胞向M1型極化[21]。

以上研究表明，脂質累積可能是導致肝臟產生慢性炎癥的原因，脂質在肝臟堆積的過程中，通過多條通路激活炎癥信號，進一步加重了肝臟的負擔。

3 脂質對肝臟巨噬細胞的影響

根據上述內容，脂質沉積除了導致的代謝紊亂外，也激活了炎癥反應，進一步加重了肝臟的糖脂代謝負擔。同時脂質與肝臟免疫細胞 (Kupffer Cells,KCs)的相互作用將進一步導致肝臟產生慢性炎癥。

3.1 KCs肝臟免疫細胞KCs是存在于肝臟中的巨噬細胞亞群，會因環境的改變發生表型和功能轉換。通常，KCs主要分為兩種表型，一是由脂多糖 (Lipopolysaccharides,LPS)或干擾素 (Interferon-γ,IFN-γ)引起的經典活化M1型巨噬細胞，此表型可促進炎癥發展；二是由白介素4 (Interleukin 4,IL-4)、IL-13刺激激活的M2型巨噬細胞，此表型可降低炎癥反應。目前發現，TLRs家族的TLR9、TLR4活化、IFN基因的刺激物 (Stimulator of IFN Genes,STING)信號通路的激活[22]，均可引起巨噬細胞向M1型極化；而PPAR-γ的活化則有利于巨噬細胞向M2極化并降低炎癥反應。

3.2 KCs的極化脂質與KCs極化的相互作用對NAFLD的進展有很大影響。棕櫚酸 (Palmitic Acid,PA)可以誘導巨噬細胞向M1型極化，并上調脂質合成相關基因，如脂肪酸合酶 (Fatty Acid Synthase,FASN)、ACC1、SREBP-1c的mRNA和蛋白質表達。而Wu等人[23]的研究表明，多不飽和脂肪酸二十二碳六烯酸 (Docosahexaenoic Acid,DHA)可誘導巨噬細胞向M2型極化，并上調M2型巨噬細胞標記物IL-10和脂質分解相關基因，如CPT1、酰基輔酶A氧化酶1 (Acyl Coenzyme A Oxidase 1,ACOX1)。因此，不同類型的脂質可影響KCs極化，從而調控脂質的合成與分解。Jager等人[24]的文章綜述了當KCs極化為M1表型后，除了升高脂質合成相關基因，還可產生促炎性、促纖維化的細胞因子，如TNF-α、IL-1β、轉化生長因子 (Transforming Growth Factor β,TGF-β)釋放，這些細胞因子放大肝臟炎癥并減弱肝細胞的胰島素敏感性。Esteves等人[25]的研究表明，TNF-α、IL-1β還可通過NF-κB通路激活11β-羥基類固醇脫氫酶 (11β-Hydroxysteroid Dehydrogenase Type1,11β-HSD1)，進而增強糖皮質激素 (Glucocorticoid,GC)，調控SREBP-1c，影響脂質合成，增加脂肪堆積，誘導IR發生。但是當KCs極化為M2表型后，也并不一定可降低炎癥反應，控制NAFLD的進展。IL-13是一種抑制炎癥反應的細胞因子，Hart等人[26]的研究表明，肝臟中IL-13和TGF-β協同作用的情況下比單純的TGF-β更能加劇纖維化的產生，從而惡化NAFLD。

4 展望

綜上所述，脂質在體內的累積受基因多態性的調控，且通過影響AMPK、JNK、PPARs、NIK等信號通路加速非酒精性脂肪性肝病的進展，以及調控KCs細胞的極化，促進肝臟炎癥，并減弱肝細胞對胰島素的敏感性。

通過研究脂質對非酒精性脂肪性肝病的影響機制，為臨床治療NAFLD提供了新的治療靶點，比如吉格列汀 (Gemigliptin)促進AMPK磷酸化，減輕高脂喂養小鼠的肝脂肪變性和IR，對NAFLD發揮保護作用[10]。也有研究表明，可通過抑制肝內細胞因子的表達治療代謝紊亂，但肝內細胞因子可影響T細胞的分化[27]，從而引起全身反應，因此調控肝內細胞因子的表達對治療NAFLD的作用還需要進一步研究。

通過轉換M1/M2巨噬細胞表型控制巨噬細胞活化，可抑制炎癥反應來治療NAFLD。由此可見并非所有脂質都會對NAFLD帶來負面影響，除了可引起KCs細胞向M2極化外，植物甾醇酯也可以調節PPARs的表達，并且能有效降低肝內脂質水平，下調炎癥細胞因子[28]。但需要注意，部分抗炎因子協同作用的情況下反而會加重肝臟負擔。

綜上所述，脂質對NAFLD發揮著重要作用，單純的脂質累積即可誘導肝臟發生病理改變，進一步還會通過激活炎癥加重肝臟負荷。因此，除了調節血糖，改善糖脂代謝之外，也許可以通過調節炎癥反應達到治療NAFLD的目的。基于脂質影響糖尿病肝病的機制，進行多種靶點藥物的開發，具有廣泛的應用前景。