肝細(xì)胞內(nèi)Ca2+信號(hào)與肝臟再生和肝臟疾病的聯(lián)系

郝永樂，鄒仁哲，韓靜雯，陳 菲，唐建紅

（1. 贛南醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院；2. 贛南醫(yī)科大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院；3. 贛南醫(yī)科大學(xué)康復(fù)學(xué)院；4. 贛南醫(yī)科大學(xué)贛州市實(shí)驗(yàn)動(dòng)物工程技術(shù)研究中心，江西 贛州 341000）

據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)超過1/5 人口患有肝臟疾病，包括乙型肝炎病毒（Hepatitis B virus，HBV）和丙型肝炎病毒（Hepatitis C virus，HCV）感染、肝硬化、肝癌、非酒精性脂肪性肝病（Nonalcoholic fatty liver disease，NAFLD）和酒精相關(guān)性肝病等［1］。有研究［2］報(bào)道，全世界每年約有200多萬人死于肝臟疾?。ǜ斡不?、病毒性肝炎和肝癌），占全世界死亡人數(shù)的4%，其中有60 萬～90 萬人死于肝癌。肝臟疾病主要的致病因素有病毒感染、脂肪積聚、膽汁淤積、藥物誘導(dǎo)和酒精濫用等。Ca2+在肝臟疾病中扮演著重要角色，參與多種肝臟生物學(xué)功能調(diào)節(jié)過程，包括解毒、營(yíng)養(yǎng)代謝、膽汁分泌、肝內(nèi)膽汁酸合成和肝臟再生等。正常的Ca2+調(diào)節(jié)對(duì)于維持肝細(xì)胞的正常功能和代謝至關(guān)重要。

Ca2+作為第二信使，在維持機(jī)體細(xì)胞穩(wěn)態(tài)中起重要作用，參與調(diào)控肌肉收縮、神經(jīng)元信號(hào)傳遞、激素分泌、受精和細(xì)胞生長(zhǎng)等諸多細(xì)胞功能。細(xì)胞內(nèi)Ca2+主要儲(chǔ)存在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)也被稱為Ca2+庫，其Ca2+水平高于細(xì)胞質(zhì)。靜息條件下，細(xì)胞外環(huán)境Ca2+水平是細(xì)胞質(zhì)Ca2+水平的104倍［3］。細(xì)胞接收Ca2+信號(hào)主要來源于細(xì)胞外Ca2+內(nèi)流和儲(chǔ)存在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或肌漿網(wǎng)的Ca2+流動(dòng)。Ca2+進(jìn)入細(xì)胞的方式根據(jù)其調(diào)節(jié)機(jī)制主要分為電壓門控通道（Voltage-gated calcium channel，VGCC）、受體門控通道（Receptor-operated channels，ROC）和Ca2+庫控制的Ca2+通道（Store-operated channels，SOC）。這3個(gè)通道具有不同的動(dòng)力學(xué)特性，VGCC 和ROC 能在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量的Ca2+內(nèi)流，而SOC 允許持續(xù)的低濃度Ca2+內(nèi)流。SOC 在Ca2+濃度低水平時(shí)激活，在Ca2+濃度高水平時(shí)抑制。

Ca2+在肝臟疾病中發(fā)揮重要作用，Ca2+信號(hào)失調(diào)是急性、慢性肝病的標(biāo)志。研究表明，細(xì)胞質(zhì)Ca2+濃度增加會(huì)激活Ca2+依賴性轉(zhuǎn)錄因子和激酶，使肝細(xì)胞加速進(jìn)入細(xì)胞周期，促進(jìn)肝臟再生［4］。因此，研究不同肝臟疾病中的Ca2+信號(hào)改變有助于深入了解肝臟疾病的發(fā)病機(jī)制和病程發(fā)展，為肝臟疾病的治療提供可能的新方向。

1 Ca2+信號(hào)簡(jiǎn)述

Ca2+信號(hào)系統(tǒng)由廣泛的分子信號(hào)構(gòu)成，這些分子信號(hào)協(xié)同作用后驅(qū)動(dòng)具有獨(dú)特空間和時(shí)間特性的Ca2+信號(hào)。細(xì)胞膜內(nèi)外以及細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞器之間的Ca2+濃度梯度的維持及動(dòng)態(tài)調(diào)控主要依賴于位于細(xì)胞膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)以及線粒體上的Ca2+通道的改變。

Ca2+可以通過VGCC、ROC 和SOC 方式進(jìn)入細(xì)胞，通過細(xì)胞膜Ca2+轉(zhuǎn)運(yùn)ATP 酶（Plasma membrane Ca2+-ATPase，PMCA）和Na+/Ca2+交換通道（Na+/Ca2+exchanger，NCX）從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞外。Ca2+從細(xì)胞外進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)的關(guān)鍵途徑之一是VGCC。VGCC在可興奮細(xì)胞發(fā)生動(dòng)作電位時(shí)被激活，相關(guān)膜蛋白響應(yīng)膜去極化而打開，并允許Ca2+沿其電化學(xué)梯度流入。它們將Ca2+傳導(dǎo)到細(xì)胞中，啟動(dòng)許多生理過程，包括肌肉收縮、神經(jīng)遞質(zhì)分泌和基因轉(zhuǎn)錄等［5］。VGCC 有多種類型，根據(jù)其電壓敏感性可分為高壓激活通道和低壓激活通道。高壓激活Ca2+通道家族包括L 型（Cav1.1～Cav1.4）、P/Q 型（Cav2.1）、N 型（Cav2.2）和R 型（Cav2.3）通道，低壓激活通道包括3 種不同類型的T 型（Cav3.1～Cav3.3）Ca2+通道［6］。這些Ca2+通道分布在不同細(xì)胞的細(xì)胞膜上，并完成特定的生理功能。例如，Cav1.1 通道僅在骨骼肌中表達(dá)，它們對(duì)肌肉收縮至關(guān)重要，而Cav2.2 通道僅存在于神經(jīng)元中，它們觸發(fā)神經(jīng)遞質(zhì)的釋放［6］。ROC 主要有N-甲基-D-天冬氨酸受體（N-methyl-Daspartatereceptor，NMDAR）、煙堿型乙酰膽堿受體（Nicotinic acetylcholine receptors，nAChR）和經(jīng)典瞬時(shí)受體電位通道（Transient receptor potential canonical，TRPC）［7］。谷氨酸作為配體可以激活NMDAR，NMDAR 通常存在于中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的神經(jīng)元突觸后膜上，參與學(xué)習(xí)和記憶等功能［8］。nAChR 屬于乙酰膽堿受體，通常也稱離子型乙酰膽堿受體。這是一種非選擇性的陽離子通道，允許Ca2+、Na+和K+通過。nAChR 的激活可以介導(dǎo)3 種類型的細(xì)胞質(zhì)Ca2+信號(hào)：⑴Ca2+直接通過nAChR 內(nèi)流；⑵通過nAChR介導(dǎo)的去極化激活的電壓依賴性鈣通道間接引起Ca2+內(nèi)流；⑶通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蘭尼堿受體（Ryanodine receptor，RyR）和肌醇（1，4，5）-三磷酸受體（Inositol 1,4,5-trisphosphate receptor，IP3Rs）引起的鈣誘導(dǎo)鈣釋放（由前兩種來源觸發(fā)）［9］。TRPC 中TRPC3 和TRPC6 通道是Ca2+滲透的非選擇性陽離子通道，參與許多生理過程［10］。通過細(xì)胞膜排出細(xì)胞內(nèi)Ca2+的主要方式有PMCA 和NCX。PMCA 也被稱為質(zhì)膜ATP 酶，是許多膜Ca2+運(yùn)輸?shù)鞍字?，?duì)維持細(xì)胞內(nèi)游離Ca2+的低濃度及其信號(hào)功能至關(guān)重要。細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度升高時(shí)，PMCA 通過天冬氨酸磷酸化為Ca2+逆濃度梯度泵出細(xì)胞膜提供能量［11］。同樣，NCX 也是排出Ca2+主要通道，在生理?xiàng)l件下，NCX 利用電化學(xué)梯度介導(dǎo)3 個(gè)Na+進(jìn)入細(xì)胞，1 個(gè)Ca2+排出細(xì)胞。在病理環(huán)境中，NCX 的反向模式占主導(dǎo)地位（即介導(dǎo)3 個(gè)Na+排出細(xì)胞，1 個(gè)Ca2+進(jìn)入細(xì)胞），可顯著改變細(xì)胞內(nèi)Ca2+穩(wěn)態(tài)，在細(xì)胞或系統(tǒng)水平上導(dǎo)致許多Ca2+依賴事件發(fā)生［12］。細(xì)胞Ca2+信號(hào)幾乎調(diào)節(jié)機(jī)體生理的各個(gè)方面，每一個(gè)Ca2+信號(hào)的傳導(dǎo)都有一個(gè)復(fù)雜的傳導(dǎo)鏈，包括一系列感知細(xì)胞外信號(hào)的受體和Ca2+可滲透通道，這些細(xì)胞膜上的通道將Ca2+輸送到細(xì)胞內(nèi)或從細(xì)胞內(nèi)存儲(chǔ)釋放Ca2+，形成特定的Ca2+信號(hào)。

Ca2+信號(hào)傳入細(xì)胞后可以被內(nèi)質(zhì)網(wǎng)ATP 酶（Sarcoplasmic reticulum Ca2+-ATPase，SERCA）識(shí)別并將Ca2+泵入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔。細(xì)胞受到刺激后，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上Ca2+通道蛋白（IP3R 和RyR）的Ca2+敏感性開始增強(qiáng)，排出過載的Ca2+［13］。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體是細(xì)胞內(nèi)Ca2+儲(chǔ)存最多的兩個(gè)細(xì)胞器，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是細(xì)胞內(nèi)最大的Ca2+庫。正常情況下，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)可以通過多種Ca2+泵和Ca2+通道防止Ca2+耗盡或過載。細(xì)胞受到刺激時(shí)，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)Ca2+增加，IP3R 對(duì)IP3 更加敏感，同時(shí)也導(dǎo)致RyR受到刺激，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)將過多的Ca2+釋放到細(xì)胞質(zhì)中，從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)釋放的Ca2+可以通過電壓依賴性陰離子通道（Voltage-dependent anion-selective channel，VDAC）進(jìn)入線粒體膜間隙［14］。

線粒體是細(xì)胞的能量站，也是細(xì)胞Ca2+信號(hào)傳遞樞紐。線粒體通過其外膜（Outer mitochondrial membrane，OMM）上的VDAC 和線粒體內(nèi)膜（Inner mitochondrial membrane，IMM）上的線粒體鈣單向轉(zhuǎn)運(yùn)體（Mitochondrial calcium uniporter，MCU）復(fù)合體攝取Ca2+，通過線粒體NCX（mNCX）排出Ca2+［13］。MCU復(fù)合體由兩個(gè)部分組成：MCU通道形成亞基和調(diào)節(jié)蛋白。MCU 通道形成亞基由MCU、MCUb 和EMRE 構(gòu)成，其主要負(fù)責(zé)Ca2+滲透［15］。調(diào)節(jié)蛋白主要包含MICU1、MICU2 和MICU3，這些調(diào)節(jié)蛋白在細(xì)胞質(zhì)Ca2+水平升高時(shí)促進(jìn)Ca2+進(jìn)入線粒體［15］。MCU復(fù)合體激活的條件是周圍Ca2+濃度高于細(xì)胞質(zhì)峰值，位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-線粒體接觸點(diǎn)（也稱為線粒體相關(guān)膜，Mitochondria-associated membranes，MAMs）處的MCU 復(fù)合體可被激活。MAMs 的主要功能是嚴(yán)格控制局部Ca2+濃度，Ca2+可以從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)直接儲(chǔ)存到線粒體，而不增加細(xì)胞質(zhì)Ca2+濃度［16］（圖1）。

2 肝臟再生中的Ca2+信號(hào)傳導(dǎo)

肝臟再生受到細(xì)胞因子、生長(zhǎng)因子、激素和神經(jīng)遞質(zhì)等的調(diào)控，它們與肝細(xì)胞相互作用，有助于部分肝切除后的肝臟質(zhì)量和功能恢復(fù)。旁分泌、自分泌和內(nèi)分泌相互作用推動(dòng)肝細(xì)胞進(jìn)入細(xì)胞周期，并在肝臟再生組織中維持正常的分化功能。在調(diào)控信號(hào)通路時(shí)，一些Ca2+動(dòng)員激動(dòng)劑包括去胰島素、精氨酸加壓素、ATP、表皮生長(zhǎng)因子和肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子有助于肝臟再生［17］。

胰島素通過影響細(xì)胞核Ca2+參與調(diào)控肝細(xì)胞增殖。胰島素除了具有顯著降血糖作用外，還具有促進(jìn)有絲分裂作用，可以促進(jìn)細(xì)胞增殖。胰島素誘導(dǎo)分離的大鼠肝細(xì)胞發(fā)生Ca2+振蕩，這些Ca2+信號(hào)依賴于磷脂酶C（Phospholipase C，PLC）和IP3R 的激活［18］。胰島素通過胰島素受體起作用，胰島素受體是一種異四聚體受體酪氨酸激酶，由2 個(gè)具有配體結(jié)合活性的細(xì)胞外α 亞基和2 個(gè)具有酪氨酸激酶活性的跨膜β 亞基組成，在胰島素的刺激下胰島素受體由細(xì)胞膜轉(zhuǎn)移到核內(nèi)［19］。胰島素與胰島素受體結(jié)合后蛋白酪氨酸激酶被激活，β 亞基內(nèi)酪氨酸殘基發(fā)生磷酸化，導(dǎo)致磷脂酰肌醇3-激酶和PLC 配體蛋白的募集［20］。PLC 水解磷脂酰肌醇4，5-二磷酸，形成二酰基甘油（Diacyl glycerol，DAG），激活蛋白激酶C（Protein kinase C，PKC）及IP3，促進(jìn)Ca2+從細(xì)胞內(nèi)Ca2+庫中釋放結(jié)合到細(xì)胞核上的IP3R 上，可能是胰島素對(duì)肝臟再生產(chǎn)生影響的作用機(jī)制［17］。

線粒體Ca2+通過抑制細(xì)胞凋亡調(diào)節(jié)肝細(xì)胞增殖，線粒體Ca2+通過調(diào)節(jié)Bax/Bcl-2 的比例，使肝細(xì)胞朝著抗凋亡的方向發(fā)展，從而加速肝切除術(shù)后肝臟恢復(fù)［21］。線粒體Ca2+還可以通過調(diào)節(jié)線粒體基質(zhì)中ATP 的產(chǎn)生加速肝臟再生。此外，肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子是肝臟再生的重要刺激因子，在損傷組織中具有抗凋亡活性，并在細(xì)胞周期早期誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)Ca2+升高［22］。在肝細(xì)胞中，Bcl-2與凋亡受體結(jié)合后激活線粒體凋亡途徑［23］。BH3 相互作用域凋亡激動(dòng)劑（Bid）的缺失導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)儲(chǔ)存Ca2+和細(xì)胞內(nèi)Ca2+水平降低，影響了細(xì)胞周期蛋白D1和細(xì)胞周期蛋白E的表達(dá)，進(jìn)而調(diào)節(jié)細(xì)胞周期進(jìn)程［23］。此外，有研究［24］發(fā)現(xiàn)，MICU1敲除小鼠會(huì)出現(xiàn)線粒體Ca2+過載，進(jìn)而誘導(dǎo)線粒體滲透性過渡孔（Mitochondrial permeability transition pore，mPTP）加速開放，導(dǎo)致肝臟再生失敗，細(xì)胞周期受損和組織損傷可以通過抑制mPTP來預(yù)防。綜上，線粒體Ca2+可以通過多種方式促進(jìn)肝臟再生（圖2）。

圖2 胰島素通過影響細(xì)胞核鈣離子參與肝細(xì)胞再生

3 肝臟疾病中的Ca2+信號(hào)傳導(dǎo)

許多肝臟功能通過細(xì)胞內(nèi)Ca2+調(diào)控，如能量代謝、膽汁分泌、線粒體生理、細(xì)胞再生和基因表達(dá)等［25］。因此，Ca2+信號(hào)的異常轉(zhuǎn)導(dǎo)也預(yù)示著肝細(xì)胞功能異常甚至肝臟疾病的發(fā)生（圖3）。

圖3 不同肝臟疾病中鈣離子信號(hào)紊亂示意圖

3.1 慢性病毒性肝炎 HBV 和HCV 中的Ca2+信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及相關(guān)蛋白是近年來的研究熱點(diǎn)。HBV 和HCV 感染肝臟細(xì)胞后引起細(xì)胞膜通透性增加和儲(chǔ)存Ca2+的細(xì)胞器（如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體）膜通透性改變，導(dǎo)致細(xì)胞質(zhì)Ca2+增加［26］。HBV 可以利用多種機(jī)制提高細(xì)胞質(zhì)Ca2+水平，細(xì)胞質(zhì)Ca2+的增加又能夠促進(jìn)病毒復(fù)制［27］。HBV 介導(dǎo)的Ca2+升高主要依賴于HBV 編碼蛋白HBx。一方面，HBx 通過調(diào)控細(xì)胞膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體中包括鈣釋放激活Ca2+通道調(diào)節(jié)分子1、IP3R 和mPTP 在內(nèi)的多個(gè)Ca2+通道的激活和表達(dá)，提高細(xì)胞質(zhì)中Ca2+的水平［27］。另一方面，HBx 通過Ca2+信號(hào)依賴性的富含脯氨酸的酪氨酸激酶2/非受體酪氨酸激酶（Pyk2/Src）和黏著斑激酶途徑激活來促進(jìn)HBV 復(fù)制［27］。CHAMI M 等［28］發(fā)現(xiàn)，HBx 能夠通過激活胱天蛋白酶3（Caspase-3）來抑制細(xì)胞膜上PMCA 的活性以避免Ca2+外流。Ca2+信號(hào)在病毒感染中起著重要作用，越來越多的證據(jù)表明，通過合適的藥物控制細(xì)胞內(nèi)Ca2+或Ca2+通道是控制HBV復(fù)制的潛在策略［29］。

HCV 主要由3 個(gè)結(jié)構(gòu)蛋白（核心蛋白、E1 蛋白和E2 蛋白）和7 個(gè)非結(jié)構(gòu)蛋白（p7 蛋白、NS2、NS3、NS4A、NS4B、NS5A 和NS5B）構(gòu)成。病毒NS3-4A 蛋白酶裂解線粒體抗病毒信號(hào)蛋白并使其與線粒體膜分離，這種作用有助于病毒從先天免疫反應(yīng)中逃逸［30］。盡管HCV 蛋白合成、組裝折疊大多發(fā)生在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，但是核心蛋白和NS3-4A 主要定位于OMM。HCV 核心蛋白與線粒體功能密切相關(guān)，并通過增加活性氧（Reactive oxygen species，ROS）和活性氮的產(chǎn)生導(dǎo)致肝細(xì)胞氧化應(yīng)激［31］。HORNER S M 等［32］認(rèn)為HCV 蛋白在MAMs 中積聚。SCHWER B 等［33］提出HCV 蛋白通過MAMs 中部分膜的短暫融合從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)橫向擴(kuò)散到線粒體。并且，HCV 復(fù)制會(huì)破壞正常內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能，誘發(fā)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，同時(shí)促進(jìn)線粒體通過MCU 吸收Ca2+，導(dǎo)致ROS 升高。ROS 在細(xì)胞中累積過量時(shí)又反過來促進(jìn)HCV 復(fù)制、mPTP 開放和肝細(xì)胞氧化應(yīng)激［34］。

3.2 非酒精性脂肪性肝病 肝細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度異常和細(xì)胞內(nèi)慢性內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激是NAFLD 向非酒精性脂肪肝炎、胰島素抵抗、肝硬化、肝纖維化和肝細(xì)胞癌發(fā)展的核心［35］。肝細(xì)胞內(nèi)發(fā)生脂肪變性后細(xì)胞內(nèi)Ca2+穩(wěn)態(tài)顯著改變。一方面，脂滴中存在的部分DAG 在細(xì)胞膜激活PKC 的異構(gòu)體，即PKCε、PKCδ或PKCβ［36］。PKC 通過磷酸化OARI1（SOC 通道蛋白）抑制Ca2+進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)Ca2+濃度降低后導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激；另一方面，由于Ca2+轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的表達(dá)減少及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜中磷脂酰膽堿比磷脂酰乙醇胺的比例升高對(duì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)ATP 酶2b（SERCA2b）活性的抑制導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)Ca2+攝取減少［36］。肝細(xì)胞表達(dá)3 種IP3R，即IP3R1、IP3R2 和IP3R3。IP3R1 主要參與MAMs 上Ca2+轉(zhuǎn)移和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)部分Ca2+釋放，IP3R2 是肝細(xì)胞中主要的Ca2+通道，參與細(xì)胞質(zhì)Ca2+調(diào)節(jié)，IP3R3 具有獨(dú)特的Ca2+結(jié)合特性，在細(xì)胞質(zhì)Ca2+濃度增加時(shí)保持開放狀態(tài)［37］。有研究［38-39］表明，肝細(xì)胞脂肪變性后，cAMP 和蛋白激酶A（PKA）介導(dǎo)的磷酸化激活I(lǐng)P3R1，導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)Ca2+部分釋放，IP3R2 受到損傷進(jìn)而影響Ca2+信號(hào)的正常傳導(dǎo)。肝細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)積累通過多種途徑導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)Ca2+降低和線粒體及細(xì)胞質(zhì)Ca2+升高。因此，抑制Ca2+從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)傳導(dǎo)到線粒體這個(gè)途徑有助于治療NAFLD。

3.3 酒精性脂肪肝病 酒精性脂肪肝病（Alcoholic fatty liver disease，AFLD）是由長(zhǎng)期和過量飲酒引起的，是酒精性肝病最常見和可逆的階段。長(zhǎng)期和過量飲酒所導(dǎo)致的肝損傷，早期病理改變發(fā)生在線粒體中［40］。慢性乙醇攝入會(huì)導(dǎo)致線粒體功能障礙，包括mtDNA 和核糖體損傷、氧化磷酸化抑制和ROS生成增加［40］。游離Ca2+是調(diào)節(jié)線粒體內(nèi)部功能的關(guān)鍵因素，并在多個(gè)水平上控制ATP 合成和ROS 產(chǎn)生。KING A L 等［41］發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期喂食乙醇的大鼠更容易發(fā)生肝臟線粒體Ca2+超負(fù)荷，線粒體Ca2+超負(fù)荷觸發(fā)mPTP 的開放，隨后可能增加ROS 的產(chǎn)生。其途徑可能是Ca2+從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)移到線粒體，增加線粒體膜通透性，降低線粒體膜電位，最終導(dǎo)致肝細(xì)胞損傷［42］。因此，維持細(xì)胞內(nèi)Ca2+的平衡對(duì)于預(yù)防和治療AFLD 非常重要。減少酒精攝入和加強(qiáng)對(duì)Ca2+的調(diào)節(jié)可以減少脂肪聚集和肝細(xì)胞損傷，從而降低AFLD的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)和病程。

3.4 膽汁淤積 肝細(xì)胞的主要生理功能之一是分泌膽汁，各種轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)抑制、細(xì)胞骨架中毒、細(xì)胞內(nèi)Ca2+穩(wěn)態(tài)紊亂和膽汁成分反流等多種機(jī)制會(huì)引起肝細(xì)胞內(nèi)膽汁淤積的發(fā)生。膽汁淤積可引起肝纖維化、膽汁性肝硬化和終末期肝病。在膽汁淤積性疾病的發(fā)病過程中Ca2+信號(hào)通路起著重要作用［43］。膽汁酸是膽汁的主要溶質(zhì)，其在膽總管膽汁流量中起重要作用。膽汁酸對(duì)Ca2+有高親和力，可以與其形成膽汁酸-鈣復(fù)合體。膽汁酸可通過促進(jìn)細(xì)胞攝取Ca2+和增加細(xì)胞內(nèi)游離Ca2+影響細(xì)胞代謝，從而引起膽汁淤積［44］。細(xì)胞內(nèi)Ca2+動(dòng)員激動(dòng)劑可以誘導(dǎo)短期的膽汁流動(dòng)效應(yīng)。胰高血糖素本身不是Ca2+的激動(dòng)劑，但它能夠調(diào)節(jié)Ca2+動(dòng)員激動(dòng)劑（如抗利尿激素）對(duì)膽汁流動(dòng)起作用。

IP3R 介導(dǎo)肝細(xì)胞和膽管細(xì)胞中Ca2+信號(hào)傳導(dǎo)，IP3R介導(dǎo)的膽管上皮Ca2+信號(hào)通路對(duì)正常膽汁分泌很重要。膽汁淤積發(fā)生時(shí)，IP3Rs 在膽管上皮中損傷IP3介導(dǎo)的Ca2+信號(hào)通路，這可能與膽汁淤積的病理生理相關(guān)［45］。同時(shí)，膽汁淤積會(huì)損害細(xì)胞內(nèi)Ca2+通道蛋白的表達(dá)，并導(dǎo)致膽道上皮細(xì)胞的信號(hào)傳遞受阻［45］（圖4）。因此，調(diào)節(jié)肝細(xì)胞和膽管細(xì)胞Ca2+信號(hào)通路可能為治療膽汁淤積性疾病提供一種新的方法。

圖4 IP3R介導(dǎo)的鈣離子信號(hào)傳導(dǎo)圖

4 小結(jié)

Ca2+在肝臟再生和許多肝臟疾病發(fā)病過程中起著至關(guān)重要的作用。多種慢性肝病的特征是細(xì)胞質(zhì)Ca2+信號(hào)的改變，其伴隨著內(nèi)質(zhì)網(wǎng)Ca2+的消耗、細(xì)胞核Ca2+以及線粒體Ca2+的改變。病毒感染和脂質(zhì)積累都會(huì)導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，促進(jìn)線粒體吸收Ca2+。膽汁淤積可由多種原因?qū)е?，膽管?xì)胞中IP3R介導(dǎo)的Ca2+信號(hào)通路不僅是導(dǎo)管分泌的一種途徑，并且對(duì)肝臟正常膽汁分泌非常重要。膽汁酸通過與Ca2+結(jié)合的方式促進(jìn)細(xì)胞Ca2+攝取，導(dǎo)致游離Ca2+增加破壞細(xì)胞代謝，引起膽汁淤積。Ca2+影響肝臟再生則是通過多種途徑，細(xì)胞質(zhì)Ca2+促進(jìn)肝細(xì)胞進(jìn)入增殖周期，線粒體Ca2+通過抑制細(xì)胞凋亡促進(jìn)肝細(xì)胞增殖。肝臟疾病發(fā)展過程中，炎癥、氧化應(yīng)激、脂肪積累等多種因素導(dǎo)致Ca2+信號(hào)傳導(dǎo)通路紊亂，進(jìn)而影響細(xì)胞的生理功能。因?yàn)镃a2+信號(hào)在肝臟疾病發(fā)病過程中的重要作用，Ca2+通道的改變未來可能作為肝臟再生或肝臟疾病的診斷標(biāo)志物。Ca2+拮抗劑可以緩解部分肝臟疾病，如NAFLD、肝纖維化和肝硬化等，但Ca2+拮抗劑對(duì)正常肝臟、肝臟再生和肝臟疾病患者的影響還需要進(jìn)一步研究。