腎素-血管緊張素系統(tǒng)在藥物性肝損傷中的研究進(jìn)展

周霞 劉鴻凌

藥物性肝損傷(DILI)是一個(gè)全球性的健康問(wèn)題,其發(fā)病率逐年升高,是急性肝衰竭(ALF)的最常見(jiàn)病因,也是藥物退市最常見(jiàn)原因。對(duì)乙酰氨基酚(APAP)過(guò)量是藥物誘導(dǎo)的ALF的主要因素,其他如抗菌藥物、草藥和膳食補(bǔ)充劑及抗腫瘤藥物(如酪氨酸激酶抑制劑或免疫檢查點(diǎn)抑制劑)最為常見(jiàn)。DILI臨床表現(xiàn)多樣,從無(wú)癥狀肝臟生化指標(biāo)升高到出現(xiàn)肝細(xì)胞性或膽汁淤積性黃疸、肝衰竭或慢性肝炎。DILI相關(guān)肝衰竭預(yù)后較差,亦是死亡和肝移植的重要原因,未移植患者死亡率高達(dá) 60%～90%[1]。DILI的致病藥物種類很多,其代謝產(chǎn)物和損傷機(jī)制復(fù)雜,尚無(wú)特異性藥物治療。最近的研究強(qiáng)調(diào)腎素-血管緊張素系統(tǒng)(RAS)和脂質(zhì)代謝在氧化應(yīng)激反應(yīng)中的協(xié)同作用,可能為DILI提供新的治療靶位[2]。

一、RAS的作用機(jī)制

RAS主要由一個(gè)酶級(jí)聯(lián)反應(yīng)組成,其中血管緊張素原分別通過(guò)腎素和血管緊張素轉(zhuǎn)換酶(ACE)作用轉(zhuǎn)化為血管緊張素(Ang)I,隨后轉(zhuǎn)化為Ang II。除Ang II外,其他Ang肽如Ang-(1-7)也可能具有重要的生物活性。Ang-(1-7)源于Ang I和Ang II,是原癌基因 Mas(Mas)受體的配體,可激活廣泛表達(dá)的G蛋白偶聯(lián)受體Mas,拮抗 Ang II 在RAS中的作用。RAS是血壓和水電解質(zhì)平衡的有效調(diào)節(jié)器,它還參與多種生理作用,包括調(diào)節(jié)與葡萄糖穩(wěn)態(tài)和脂肪酸代謝相關(guān)的關(guān)鍵代謝途徑。然而,由于Ang-(1-7)拮抗Ang II的作用多樣, RAS功能也異常復(fù)雜[3]。

二、RAS影響脂質(zhì)代謝

在不同嚙齒動(dòng)物模型中, RAS成分如腎素、ACE、Ang II型1受體和Ang II型2型受體的基因敲除,可使其免受飲食誘導(dǎo)肥胖的影響,并減輕肝脂肪變性。因此,在肥胖癥和2型糖尿病患者中可觀察到Ang II水平升高;相反,通過(guò)Ang-(1-7)/Mas軸,可改善脂質(zhì)代謝,防止飲食誘導(dǎo)小鼠肝臟脂肪變性和炎癥反應(yīng)。缺乏Mas受體小鼠表現(xiàn)為腹部脂肪增加、血脂異常、葡萄糖耐受不良和胰島素敏感性降低[4]。Ang-(1-7)正向作用機(jī)制涉及激活肝細(xì)胞中IRS-1/Akt/AMPKa通路,從而恢復(fù)飲食誘導(dǎo)肥胖小鼠肝細(xì)胞線粒體功能和糖脂代謝[5]。

目前研究表明,RAS在非酒精性脂肪肝病(NAFLD)的發(fā)生、發(fā)展中也發(fā)揮關(guān)鍵作用,而血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑(ACEI)和Ang II受體拮抗劑可減緩NAFLD病程進(jìn)展,預(yù)防脂肪肝相關(guān)肝硬化、肝細(xì)胞癌及其他并發(fā)癥[6]。DILI和NAFLD有一些共同之處,某些藥物可通過(guò)模仿 NAFLD 的病理生理機(jī)制來(lái)觸發(fā)脂肪肝和肝臟炎癥,包括線粒體功能障礙和脂肪吞噬缺陷。線粒體功能障礙是DILI的主要機(jī)制,根據(jù)其性質(zhì)和嚴(yán)重程度,線粒體改變能夠引起輕度至暴發(fā)性的肝細(xì)胞溶解和脂肪變性(脂質(zhì)積累)。RAS可通過(guò)對(duì)脂質(zhì)代謝及氧化應(yīng)激機(jī)制的調(diào)節(jié)作用于DILI[7]。

三、自噬對(duì)肝細(xì)胞的保護(hù)機(jī)制

自噬是指細(xì)胞吞噬自身蛋白或細(xì)胞器并使其包裹進(jìn)入囊泡,溶酶體再將這些物質(zhì)吞噬、降解,從而實(shí)現(xiàn)細(xì)胞代謝和細(xì)胞器更新的過(guò)程。真核細(xì)胞較為保守,對(duì)保持細(xì)胞內(nèi)能量平衡至關(guān)重要,是一種細(xì)胞面臨營(yíng)養(yǎng)缺乏或氧化應(yīng)激狀態(tài)時(shí)的保護(hù)機(jī)制。在肝細(xì)胞損傷中,自噬可以通過(guò)選擇性去除肝細(xì)胞中受損的線粒體(線粒體自噬)、脂滴(脂肪吞噬)、蛋白質(zhì)聚集體和加合物,在酒精相關(guān)性肝病和 DILI 中發(fā)揮保護(hù)作用[8]。

線粒體自噬是一種針對(duì)受損線粒體降解的選擇性自噬形式。線粒體吞噬已被證明對(duì)DILI和酒精誘導(dǎo)的肝損傷和脂肪變性有保護(hù)作用。選擇性地去除受損線粒體可減少氧化應(yīng)激,防止細(xì)胞死亡,有助于維持線粒體群體健康,維持細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)。此外,維持健康的線粒體群體可以保持線粒體的生物能學(xué)和呼吸鏈功能。最后,健康的線粒體允許β氧化和去除脂滴(LDs),以防止脂肪變性。最典型線粒體吞噬途徑是Parkin和磷酸酶和緊張素同源物(PTEN)誘導(dǎo)的激酶(PINK1)途徑[8]。

脂噬也是一種特殊類型的自噬,可選擇性地識(shí)別LDs,并有效地將其整合到自噬體中,降解膽固醇和甘油三酯(TG)并釋放游離脂肪酸(FFAs),為脂肪酸氧化(FAO)提供底物[9]。長(zhǎng)期饑餓和脂質(zhì)超載反應(yīng)時(shí)脂噬表達(dá)上調(diào),抑制自噬可導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)膽固醇和TG的儲(chǔ)存增加,并降低脂肪酸氧化率。誘導(dǎo)脂噬的確切機(jī)制尚不清楚,可能涉及選擇性自噬受體,如p62、OPTN或NDP52,用于自噬小體識(shí)別LDs[9]。

許多代謝相關(guān)脂肪肝的自噬受損可能是疾病發(fā)生和發(fā)展的基礎(chǔ)[10]。在小鼠模型中,參與自噬的蛋白質(zhì)缺失加劇了脂質(zhì)超載,而自噬上調(diào)則降低了酒精性脂肪肝的肝毒性和脂肪變性。誘導(dǎo)自噬可能是治療某些肝病的一種有效方法。APAP是最常用的解熱鎮(zhèn)痛藥之一,美國(guó)每年有5萬(wàn)例因口服APAP過(guò)量到急診室就診,1萬(wàn)名需住院治療,約500人死亡[11]。線粒體功能障礙和損傷是APAP誘導(dǎo)細(xì)胞壞死的重要標(biāo)志。增強(qiáng)自噬可去除受損線粒體,阻止活性氧產(chǎn)生。因此,自噬的肝保護(hù)作用可能在APAP誘導(dǎo)的肝損傷中具有重要價(jià)值。

四、RAS對(duì)自噬的調(diào)節(jié)

研究表明,在APAP誘導(dǎo)肝毒性中,增強(qiáng)的自噬具有保護(hù)性作用,其機(jī)制主要是通過(guò)去除受損的線粒體和APAP-蛋白加合物來(lái)減少活性氧產(chǎn)生,同時(shí),FAO還可預(yù)防脂肪中毒[8]。值得關(guān)注的是,Ang-(1-7)/Mas軸參與自噬和脂質(zhì)代謝。Mas的激活抑制了Akt信號(hào)和隨后FOXO1信號(hào)的激活,導(dǎo)致脂肪吞噬和FAO的誘導(dǎo),從而降低APAP誘導(dǎo)的ROS水平,防止APAP誘導(dǎo)肝毒性[5,12]。

Chen等[13]在動(dòng)物模型、細(xì)胞和人體樣本中,采用轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組、非靶向代謝組及靶向脂質(zhì)組等多組學(xué)聯(lián)合分析,證明Mas激活對(duì)過(guò)量APAP具有保護(hù)作用,其作用在肝細(xì)胞尤為明顯。在使用不同轉(zhuǎn)基因動(dòng)物以及藥物干預(yù)研究中,盡管肝內(nèi)Mas在DILI的患者和動(dòng)物模型中表達(dá)增加,但Mas1缺乏會(huì)加重APAP毒性。此外,在Mas1缺陷動(dòng)物模型肝受損過(guò)程中,通過(guò)特殊藥物AVE0991激活Mas,誘導(dǎo)脂吞噬、脂解、FAO,可以改善APAP誘導(dǎo)的肝毒性(肝內(nèi)炎癥、細(xì)胞死亡、線粒體應(yīng)激)。結(jié)果表明,AVE0991可增強(qiáng)TG分解和脂肪酸的體內(nèi)轉(zhuǎn)化。為證實(shí)自噬和FAO誘導(dǎo)在APAP引起肝損傷中的正向作用,以及自噬在FAO上游發(fā)揮作用,系列實(shí)驗(yàn)證明自噬誘導(dǎo)劑和拮抗劑、以及PPAR-α激活劑或抑制劑,可通過(guò)控制基因表達(dá)參與FAO[13]。

另外,當(dāng)Mas1缺陷小鼠APAP過(guò)量時(shí),FOXO1和PI3K-Akt信號(hào)通路發(fā)生失調(diào)。使用這些信號(hào)通路的激活劑和抑制劑進(jìn)行體內(nèi)和體外分析表明,Mas通過(guò)Akt和FOXO1依賴的途徑調(diào)節(jié)肝細(xì)胞的脂吞噬和FAO。將Mas激活與增強(qiáng)自噬和FAO在急性肝損傷中的正向作用之間聯(lián)系起來(lái)。Mas激活劑AVE0991在APAP過(guò)量后2 h發(fā)揮緩解作用,但在24～48 h卻效果甚微,這表明需更多研究來(lái)延長(zhǎng)增強(qiáng)脂吞噬和FAO的效果[11,13]。

五、RAS在DILI中的應(yīng)用前景

目前結(jié)果是基于肝細(xì)胞的代謝研究得出。Xiao等[14]報(bào)道,Ang-(1-7)可能通過(guò)調(diào)節(jié)p38MAPK/AP-1信號(hào)通路在LPS誘導(dǎo)的肝細(xì)胞損傷中發(fā)揮抗炎作用,該作用可被BRL細(xì)胞中的Mas受體選擇性拮抗劑A779逆轉(zhuǎn)。然而,在肝纖維化背景下,Ang-(1-7)也被證明在其他肝臟細(xì)胞中發(fā)揮重要作用。Ang-(1-7)通過(guò)調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝,更精確地降低丙二酰輔酶A脫羧酶,抑制脂肪酸合成,從而減輕肝臟中主要的纖維化細(xì)胞肝星狀細(xì)胞的活化[15]。此外,Ang-(1-7)可增加肝臟中庫(kù)普弗細(xì)胞數(shù)量[16]。因此,針對(duì)其他類型細(xì)胞靶向研究,是否可以增加和/或延長(zhǎng)Mas對(duì)APAP誘導(dǎo)肝損傷的保護(hù)作用,可能有一定價(jià)值。

另一關(guān)鍵問(wèn)題是,通過(guò)激活A(yù)ng-(1-7)/Mas軸來(lái)治療不同肝臟疾病的優(yōu)勢(shì),是否可以轉(zhuǎn)化為可能治療患者的藥物。RAS臨床相關(guān)性毫無(wú)疑問(wèn),因ACEI和Ang II受體拮抗劑已成為治療高血壓和高血壓相關(guān)疾病患者最成功的藥物之一。在動(dòng)物和人類研究中,RAS拮抗劑也能減輕纖維化進(jìn)展。Caveolin-1通過(guò)靶向Ang II,減輕AngⅡ誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激和炎癥,并下調(diào)蛋白激酶 C(PKC)和 p-P38/P38表達(dá),從而對(duì)APAP誘導(dǎo)的肝臟血管損傷發(fā)揮保護(hù)作用[17]。有報(bào)道龍膽瀉肝湯可通過(guò)恢復(fù)ACE 2 蛋白水平和其下游靶標(biāo) Ang(1-7)含量,降低Mas受體表達(dá),從而減輕奧氮平誘導(dǎo)的肝損傷和胰島素抵抗[18]。

Ang-(1-7)/Mas軸作為一種對(duì)抗Ang II受體通路的反調(diào)節(jié)系統(tǒng),Ang-(1-7)激動(dòng)劑獲得可能性較大。第一個(gè)發(fā)現(xiàn)的Ang-(1-7)類似物是AVE0991,已被證明對(duì)APAP誘導(dǎo)肝損傷有保護(hù)作用[13]。AVE0991是一種非肽和口服活性Mas激動(dòng)劑,可模擬Ang-(1-7)在血管、腎臟和心臟等器官和組織中發(fā)揮作用,降低血壓和保護(hù)腎臟功能,但尚未進(jìn)行臨床研究。其他Ang-(1-7)類似物和不同制劑正被研發(fā),一些已批準(zhǔn)用于某些臨床研究。如TXA127用于Duchenne型肌營(yíng)養(yǎng)不良或先天性肌營(yíng)養(yǎng)不良癥患者[19]; III期試驗(yàn)評(píng)估局部DSC127加速糖尿病足潰瘍愈合的安全性和有效性[20]。Ang-(1-7)類似物真正用于臨床仍需時(shí)日,因?yàn)镸as廣泛表達(dá),可能增加不良反應(yīng)風(fēng)險(xiǎn),治療 DILI患者的有效性和安全性仍需評(píng)估。

利益沖突聲明:所有作者均聲明不存在利益沖突。