非酒精性脂肪性肝病相關分子機制的研究進展

鄧威，陳倩，郭金，張璐懿，石春霞，龔作炯

(武漢大學人民醫院感染科，武漢 430060)

非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD)是指除酒精以及明確肝損害病因以外的其他因素(不良生活方式、肥胖、2型糖尿病、代謝綜合征等)導致的以肝臟脂肪變性為主要特征的臨床病理綜合征[1]。去除病因是治療NAFLD的基礎，包括改變不良的生活方式、定期運動、降低體質指數等。在早期單純性脂肪肝階段，一般無須藥物治療，通過改變生活方式即可完全恢復；非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepatitis，NASH)患者若早期發現、及早治療，也可實現逆轉。目前可用于治療NAFLD的藥物主要包括維生素E、二甲雙胍、他汀類藥物等。研究發現，輔助性維生素E治療可顯著改善成年NAFLD患者的肝功能和脂肪變性評分[2]。二甲雙胍可通過抑制肝糖異生、改善肝脂肪酸代謝、增強脂肪酸氧化以及抑制脂肪生成、增強胰島素敏感性等改善伴有胰島素抵抗的NAFLD患者的肝臟三酰甘油積累以及高脂血癥等，還可預防高脂飲食誘導的肝腫瘤的發生[3]。他汀類藥物雖可導致肝功能損害，但其可改善伴有高脂血癥的NAFLD患者的肝臟病理學狀態，還可預防肝纖維化[4]。目前的藥物大多用于NAFLD的輔助性治療，深入研究NAFLD的發生發展機制對NAFLD的治療至關重要。現就NAFLD相關分子機制的研究進展予以綜述。

1 肝細胞核因子4

肝細胞核因子4(hepatocyte nuclear factor 4，HNF4)是調節肝臟內基因特異性表達的核受體家族的轉錄因子，其急性瞬時損失可能是急性器官(肝、腸等)損傷的保護機制。當慢性損傷導致器官功能障礙時，HNF4信號被持久抑制[5]。有研究表明，肝組織HNF4α可通過調控脂解、p53和膽汁酸信號通路防止飲食誘導的NAFLD形成和發展[6]。此外，HNF4還與肝癌的發生有關，敲除HNF4α可促進高脂飲食小鼠的脂肪肝向肝癌進展[7]。高脂飲食可通過氧化應激/蛋白激酶C/HNF4α通路減弱HNF4α表達載脂蛋白B和分泌極低密度脂蛋白的功能，從而促進肝臟中脂肪的積累，導致肝硬化和肝癌[8]。相反，HNF4α過表達可阻止大鼠肝癌的發生[9]。因此，靶向肝HNF4α對NASH的治療、預防肝癌的發生均具有重要意義。此外，還有研究發現，維生素D可通過激活肝臟維生素D受體上調肝HNF4α的表達，從而改善肝臟脂質積累和代謝異常，為預防和管理NAFLD提供了一種潛在治療方向[10]。羧酸酯酶2是一種位于內質網Ⅰ相的酶，主要在肝、腸等器官組織表達。羧酸酯酶2可通過調節脂解、內質網應激和脂肪生成維持肝臟三酰甘油的動態平衡，且羧酸酯酶2受HNF4α的調控[11]。Xu等[12]研究發現，羧酸酯酶2可改善并逆轉高脂/高膽固醇/高果糖飲食誘導的NASH。因此，以HNF4/羧酸酯酶2通路為靶標的藥物可能有助于NAFLD的治療。

2 沉默信息調節因子1/AMP活化的蛋白激酶通路

沉默信息調節因子1(silent information regulator 1，Sirt1)是一種依賴煙酰胺腺嘌呤二核苷酸的脫乙酰酶，可通過調節細胞內的煙酰胺腺嘌呤二核苷酸水平維持能量平衡。Sirt1還可誘導AMP活化的蛋白激酶(AMP-activated protein kinase，AMPK)磷酸化，調節脂質和葡萄糖代謝[13]。有研究發現，Sirt1/AMPK通路是能量平衡的重要調節傳感器[14]。脂肪細胞和肝細胞中過多的脂質堆積可抑制Sirt1的活性，降低AMPK調節能量平衡的能力[15]。因此，在NAFLD中提高Sirt1/AMPK通路的活性有助于減少脂質堆積、延緩肝臟脂肪變性進展。

白藜蘆醇是一種Sirt1激活劑，可延緩NAFLD進展、減少肝脂肪變性、降低胰島素抵抗[16]。臨床試驗也證實，白藜蘆醇對NAFLD具有有益作用[17]。另有研究發現，山楂酸可通過上調Sirt1/AMPK信號通路的表達改善肝臟脂肪變性，并顯著減少高脂飲食小鼠肝臟中的脂肪積聚[18]。雷公藤紅素可通過Sirt1通路減少脂質合成、改善抗炎和氧化狀態，從而逆轉代謝性肝損傷[13]。煙酰胺磷酸核糖轉移酶可通過激活Sirt1和AMPK通路改善高脂飲食誘導的肝脂肪變性，因此其也可能是NAFLD的一個潛在治療靶點[19]。

3 Janus激酶/信號轉導及轉錄活化因子通路

NAFLD的進展受多種細胞介質調控，包括細胞因子、生長因子和激素等，在眾多下游信號通路中，Janus激酶(Janus kinase，JAK)/信號轉導及轉錄活化因子(signal transducer and activator of transcription，STAT)通路在肝臟疾病的發病中起重要作用[20]。其中STAT3是JAK/STAT信號通路的重要成員，也是NAFLD中肝炎和肝纖維化的關鍵信號[21]。此外，腸道微生物失調也與NAFLD的發生密切相關，補充益生菌可改善腸道微環境，恢復腸道屏障完整性[22]。有研究表明，益生菌和藍莓可通過下調白細胞介素-22介導的JAK1/STAT3/B細胞淋巴瘤/白血病-2相關X蛋白信號通路的表達抑制肝細胞凋亡，從而抑制肝纖維化和NAFLD的發生[23]。Zheng等[24]研究發現，葛根素可通過JAK2/STAT3信號通路促進瘦素信號轉導，從而顯著降低NAFLD大鼠肝臟脂質含量、減輕肝臟脂肪變性、降低肝臟炎癥反應。此外，白細胞介素-6可作為JAK/STAT3通路的激活劑[25]，白細胞介素-6通過激活磷酸化STAT3增加自噬、降低內質網應激，從而逆轉棕櫚酸酯誘導的脂毒性，控制NAFLD誘導的肝纖維化[26]。還有研究發現，普洱茶提取物可通過調節白細胞介素-6/STAT3信號通路的表達改善高脂飲食引起的NASH和胰島素抵抗[27]。因此，針對STAT通路的藥物或可治療NAFLD。

4 內質網應激

內質網是肝細胞蛋白質合成、折疊、解毒、糖脂代謝以及鈣離子調節的關鍵部位[28]。有害刺激引起的內質網蛋白質錯誤折疊和堆積是導致內質網應激的原因之一[29]。內質網應激可能參與NAFLD發生發展中脂質、葡萄糖代謝紊亂以及細胞死亡途徑失調[28]。內質網應激可通過胱天蛋白酶-2激活S1P(site-1 protease)，從而驅動脂質生成和NASH，而胱天蛋白酶-2消融或藥物抑制均可防止飲食誘導的脂肪變性和內質網應激傾向小鼠的NASH進展[30]。

改善內質網應激是治療NAFLD的方法之一。目前廣譜的內質網減壓藥包括4-苯基丁酸和熊去氧膽酸[28]。此外，抗糖尿病類藥物在NAFLD合并2型糖尿病患者的治療中也可發揮獨特作用。如鈉-葡萄糖協同轉運蛋白2抑制劑是一種新型口服降糖藥，主要通過抑制腎小管重吸收葡萄糖、促進尿糖排出而降低血糖。有研究發現，達格列凈可減輕肥胖大鼠肝臟氧化應激和炎癥反應，降低NAFLD評分，從而減輕肝臟內質網應激[31]。Shimizu等[32]研究發現，達格列凈(5 mg/d)可改善2型糖尿病合并NAFLD患者的肝臟脂肪變性以及基線肝硬度測量≥8.0 kPa患者的肝纖維化。其他藥物如γ-生育三烯醇[33]、Maresin 1[34]、小檗堿[35]也可通過相應的分子通路改善或抑制內質網應激。此外，內質網應激的發生還可能與肝臟鈣離子紊亂有關，NAFLD患者肝臟過度脂質積累可通過激活蛋白激酶C抑制鈣離子信號通路，而逆轉鈣離子信號通路受損可改善NAFLD患者癥狀和胰島素抵抗[36]。

5 微RNA

微RNA(microRNA，miRNA)是一種非編碼RNA，與特定位點結合后可促使信使RNA分子的降解并抑制其翻譯。miRNA是脂質代謝的關鍵調節器和環境線索的潛在調節器，其可調控肝細胞內脂質的運輸、合成代謝和分解代謝等各個方面[37]。目前關于miRNA在NAFLD中的作用機制以及將miRNA作為NAFLD診斷生物標志物、NASH早期潛在治療靶點、肝癌潛在預測因子的研究已逐漸展開[38]。

Wu等[39]研究發現，miR-206通過非受體型蛋白酪氨酸磷酸酶1-胰島素受體-胰島素受體底物1軸促進胰島素信號轉導，并通過非受體型蛋白酪氨酸磷酸酶1-蛋白磷酸酶2A-特異性蛋白1-固醇調節元件結合蛋白1c軸抑制脂肪生成。miR-223通過抑制肝臟CXC趨化因子10和轉錄共激活因子的表達，在控制脂肪變性向NASH的進展中發揮關鍵作用，可能成為治療NASH的靶點[40]。Hanin等[41]發現，miR-132是肝臟脂質穩態的關鍵調節因子，NAFLD患者的miR-132均過表達，因此降低miR-132水平可能是治療NAFLD的一種方法。Zhang等[42]研究發現，miR-378可通過調節核因子κB/腫瘤壞死因子-α通路促進肝臟炎癥和纖維化，表明miR-378抑制劑具有治療NAFLD的潛力。此外，miR-122、miR-33、miR-34a和miR-21表達或活性改變也是NAFLD發生發展至嚴重階段的關鍵機制[37]。此外，miR-34a還可抑制HNF4α的表達[43]。目前關于miRNA在NAFLD中作用的研究大多集中于動物實驗，其應用于人類NAFLD治療還需要進一步研究探索。

6 自噬溶酶體通路

自噬是溶酶體對營養限制的一種降解途徑，在能量需求的脂質平衡中起重要的調節作用[44]。自噬通過溶酶體降解途徑分解細胞內脂質，自噬通量不足與肝臟脂肪變性的發生有關[45]。NAFLD發生過程中自噬通量受損與內質網應激增加相關，而恢復自噬通量可阻止或減緩NAFLD的進展[46]。

Rubicon是一種自噬調節蛋白，可抑制自噬[47]。Rubicon在NAFLD中過表達，可通過促進肝細胞脂質凋亡和脂質堆積抑制自噬，在NAFLD中起致病作用[48]。因此，針對Rubicon的調控可能成為NAFLD潛在的治療方法。此外。運動也可通過抑制脂肪酸結合蛋白1的表達解除脂肪酸結合蛋白1抑制自噬通量的作用、恢復溶酶體功能(包括溶酶體蛋白水解和溶酶體酸化維持)、顯著增加自噬通量，從而減輕肝臟脂肪變性[49]。

對于NASH，理想的抗糖尿病治療必須同時具有減輕患者體重、減少心血管事件、預防肝癌、降低醫療成本并改善患者生活質量的作用[50]。Armstrong等[51]研究發現，胰高血糖素樣肽1激動劑利拉魯肽可減少NASH患者關鍵代謝器官的代謝功能障礙、胰島素抵抗和脂毒性。利拉魯肽還可通過胰高血糖素樣肽1受體-轉錄因子EB介導的自噬-溶酶體途徑激活自噬通量，從而減輕肝臟脂肪變性[52]。Su等[53]研究發現，原花青素B2也可通過調節轉錄因子EB介導的自噬-溶酶體途徑和氧化還原狀態減輕非酯化脂肪酸誘導的肝脂肪變性。

7 其他潛在途徑

7.1PHLPP(PH domain leucine-rich repeat protein phosphatase)2 PHLPP位于第16號和第18號染色體上，編碼的蛋白屬于磷酸激酶家族，可影響多種信號通路，包括抑制磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B信號通路[54]。PHLPP2參與蛋白激酶B磷酸化的調控，并可調節葡萄糖的代謝[55]。Kim等[56]研究發現，肥胖小鼠和NAFLD患者肝組織中的鉀離子通道多聚體結構域蛋白17可與磷酸化PHLPP2結合，使其靶向降解。此外，不依賴哺乳動物雷帕霉素靶蛋白復合物1的Raptor蛋白可負性調節肝臟蛋白激酶B活性和脂肪生成，游離Raptor可增強PHLPP2的表達，從而改善飲食誘導的肥胖小鼠的肝臟脂肪變性[57]。因此，PHLPP2可能是肝脂肪變性的一個關鍵因素，抑制PHLPP2降解或促進PHLPP2生成的激動劑均可能成為治療NAFLD的潛在策略。

7.2類固醇急性調節蛋白(steroidogenic acute regulatory protein，STARD)1 STARD是細胞內的膽固醇轉移至線粒體的關鍵因素，尤其是STARD1。Kakiyama等[58]發現，STARD1過表達可導致模型小鼠肝膽固醇7α-羥化酶信使RNA表達水平降低，從而導致膽固醇積累，促進單純性脂肪肝向NASH發展。同時，STARD1還可通過替代線粒體途徑維持膽汁酸的生成，從而促進NAFLD向肝癌發展[59]。

7.3高遷移率族蛋白B1(high mobility group box 1 protein，HMGB1) HMGB1是一種高度保守的核蛋白，在啟動和維持肝組織的慢性炎癥狀態中起關鍵作用[60]。HMGB1水平不僅與肝纖維化程度相關，還與炎癥介質(如轉化生長因子-β、單核細胞趨化蛋白1)水平有關，表明HMGB1在NAFLD進展中起重要作用[61]。肝細胞中的HMGB1還可通過維持β氧化、防止內質網應激來預防脂質代謝紊亂[62]。Zhang等[63]發現，HMGB1參與了NAFLD的肝臟自噬過程。此外，姜黃素可通過直接或間接降低NASH肝臟的氧化應激和血糖水平減少HMGB1和核因子κB的胞質和胞核轉位，延緩NASH肝損傷的進展[64]。因此，血清HMGB1水平可作為NAFLD早期診斷的潛在生物標志物，也可作為預防和干預NAFLD相關炎癥的治療靶點。

7.4CD44 CD44是一種膜整合蛋白，可通過調節肝巨噬細胞極化(促炎表型)和浸潤(巨噬細胞運動性和單核細胞趨化蛋白1/CC趨化因子配體2/CC趨化因子受體2系統)促進單純性脂肪肝向NASH發展[65]。方淼等[66]研究發現，與健康對照者相比，NAFLD患者血清CD44水平顯著升高。因此，抑制CD44的生成和促進其降解均可作為NAFLD患者治療的新途徑。

8 小 結

NAFLD的發生發展涉及多種分子機制及信號通路，通過研究NAFLD的相關發病機制，可以進一步了解其潛在的信號轉導通路，有助于NAFLD相關治療靶點的選擇。在NAFLD治療的不同階段，治療方案也不完全相同，逆轉單純性脂肪肝、減輕NASH以及延緩、改善或逆轉肝纖維化和肝硬化是不同階段的治療目標。目前，針對相關靶點的藥物研究已取得一定進展，但目前的藥物研究主要集中于細胞及動物層面，應用于臨床的藥物較少。因此，未來還應進行更深入的研究和相關臨床試驗，為NAFLD的治療提供新的理論依據。