李盼盼(綜述)，周伏喜(審校)

(中南大學(xué)湘雅二醫(yī)院消化內(nèi)科，長沙 410011)

非酒精性脂肪性肝病(nonalcoholic fatty liver disease，NAFLD)是以肝細胞脂肪變性和脂質(zhì)貯積為特征，但無過量飲酒史，并排除其他病因引起的脂肪肝的臨床病理綜合征。包括單純性脂肪肝、脂肪性肝炎、脂肪性肝纖維化和脂肪性肝硬化4個病理過程。NAFLD的自然病程尚未完全清楚,一般認為NAFLD是一種良性、可逆性疾病,進展緩慢,隨訪10～20年僅0.6%～3.0%發(fā)展成為肝硬化[1]。非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatosis hepatitis，NASH)病理表現(xiàn)為具有細胞損害、炎癥、肝纖維化證據(jù)的脂滴聚集[2]，3%～15%的NASH患者可進展為肝硬化，并出現(xiàn)門靜脈高壓、肝衰竭、肝細胞癌等并發(fā)癥[3-5]。目前普遍認為NASH是發(fā)生肝硬化的必經(jīng)階段,也是NAFLD病情惡化的拐點[6-9]。然而,NASH中肝臟損害和疾病進展的機制目前尚未完全明確，從分子調(diào)控原理探討其發(fā)病機制可能有助于發(fā)現(xiàn)新的診斷方法和治療靶點。

1 NASH發(fā)病機制

到目前為止，“二次打擊”學(xué)說在單純性脂肪肝到NASH的病變過程中占重要地位。脂類在肝臟細胞的細胞質(zhì)內(nèi)的聚集(第一次打擊)觸發(fā)了一系列的細胞毒素事件(第二次打擊)，導(dǎo)致了肝臟的炎性反應(yīng)[10]。高熱量或高脂飲食、脂肪組織釋放、肝細胞內(nèi)脂肪酸合成增多、分解減少使過量的非酯化脂肪酸(free fatty acid，F(xiàn)FA)存在導(dǎo)致細胞內(nèi)脂類的聚集[11]。極低密度脂蛋白減少三酰甘油酯分泌的功能受損在某些情況下也可以導(dǎo)致肝臟的炎癥[12]。第二次打擊是一個多因子的過程，包括細胞的凋亡和壞死、氧化應(yīng)激、脂質(zhì)過氧化、促炎性因子的產(chǎn)生、脂肪因子表達失調(diào)和線粒體功能受損等[13]。所有的這些因素都可導(dǎo)致單純性脂肪肝朝著脂肪性肝炎、纖維化進展，但其詳盡的分子機制尚不明確。

2 核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體3炎性通路的活化及各分子的作用

炎性體是細胞內(nèi)的一類多蛋白復(fù)合物,它使宿主天然免疫細胞對胞內(nèi)感染的各種病原微生物及其產(chǎn)物快速識別，除了識別各類病原菌外，還可感知宿主自身代謝性應(yīng)激刺激，通過活化胱天蛋白酶(caspase)等，進一步誘導(dǎo)白細胞介素(interleukin，IL)等促炎細胞因子的加工分泌及細胞凋亡，調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答和炎性反應(yīng)[14]。炎性小體結(jié)構(gòu)包括caspase-1、與凋亡相關(guān)點樣蛋白、核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體(Neutrophilic alkaline phosphatase，NALP)。炎性小體能通過細胞內(nèi)的NALPs感受危險信號的刺激。在已知的炎性小體(NALP1、NALP3、NALP4、黑色素瘤缺乏因子2和caspase募集結(jié)構(gòu)域12等)中，最具特征性的炎性小體是NALP3[15]，它能在天然免疫系統(tǒng)中調(diào)控caspase-1的激活和IL-1β等的釋放，調(diào)控由細菌、病毒、真菌感染、肥胖、膽固醇晶體、二氧化硅晶體、β淀粉樣變性、尿酸鹽晶體等導(dǎo)致的免疫應(yīng)答[16]。

2.1NALP3與NASH 活化NALP3炎性體的信號通路十分復(fù)雜，目前研究發(fā)現(xiàn)的活化信號通路主要有四條：第一條是微生物毒素(如尼日利亞菌素、刺尾魚毒素、氣單胞菌溶素等)或Ⅲ型分泌系統(tǒng)、Ⅳ型分泌系統(tǒng)的轉(zhuǎn)位元件通過介導(dǎo)微孔結(jié)構(gòu)活化NALP3炎性體[17]；第二條是胞外ATP通過激活嘌呤型腺嘌呤核苷酸離子通道型受體7非選擇性陽離子通道，使縫隙連接蛋白1通道逐漸開放，導(dǎo)致鉀離子外流，鈣離子內(nèi)流，從而活化NALP3炎性體[18]；第三條是激活NALP3炎性體的信號通過誘導(dǎo)產(chǎn)生活性氧類(reactive oxygen species，ROS)，引起未識別蛋白的構(gòu)像發(fā)生變化進而活化NALP3炎性體[19]；第四條是微粒樣物質(zhì)，如尿酸鈉晶體、二氧化硅或β淀粉樣蛋白被細胞吞噬后，破裂的溶酶體釋放組織蛋白酶B，剪切未知的底物致使炎性體的活化[20]。

NALP3炎性小體活化信號主要包括病原相關(guān)分子模式和危險相關(guān)分子模式[21]。研究證實，幾乎所有的NASH患者都存在肝臟和周圍組織的胰島素抵抗，胰島素抵抗和肥胖會使脂肪中的FFA釋放增加[22]；高脂飲食狀態(tài)下，血漿FFA水平升高，進入肝臟的FFA增多，相應(yīng)的脂質(zhì)代謝產(chǎn)物神經(jīng)酰胺和二酰甘油能激活還原型尼克酰胺腺苷二核苷酸氧化酶、促進ROS的產(chǎn)生[23]。已有研究證明，F(xiàn)FA能激活炎性小體、促進IL-1β的裂解和釋放，從而發(fā)揮促炎癥效應(yīng)，提示FFA可以促進ROS這一危險相關(guān)分子模式活化信號的產(chǎn)生，活化NALP3炎性體[24]。進一步研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)FA促進ROS的產(chǎn)生可以被腺苷酸-活化蛋白激酶的激活負調(diào)控，從而增強線粒體內(nèi)FFA的β-氧化，減少細胞內(nèi)過量的脂質(zhì)貯積；用棕櫚酸酯刺激所產(chǎn)生的ROS量隨時間增多，并且能被ROS抑制劑或還原型尼克酰胺腺苷二核苷酸氧化酶抑制劑所阻止；腺苷酸-活化蛋白激酶興奮劑可以減少ROS的生成；腺苷酸-活化蛋白激酶還能控制脂多糖和棕櫚酸酯聯(lián)合刺激所致的自體吞噬[25]。以上研究提示，F(xiàn)FA對NALP3炎性小體的激活可能包括依賴還原型尼克酰胺腺苷二核苷酸氧化酶所產(chǎn)生的ROS途徑和腺苷酸-活化蛋白激酶-自體吞噬-ROS信號途徑。

研究較多的病原相關(guān)分子模式活化信號是脂多糖，它是革蘭陰性桿菌細胞膜的主要成分[26]。脂多糖能被Toll樣受體4識別，引發(fā)細胞內(nèi)的信號瀑布，激活核因子κB,同時引起pro-IL-1β和pro-IL-18的產(chǎn)生。腸道來源的脂多糖的增多已經(jīng)被證明與NASH的炎癥有關(guān)[27]。Ganz等[26]研究發(fā)現(xiàn)，脂多糖刺激可使肝內(nèi)NALP3炎性體在mRNA和蛋白水平的表達上調(diào)，同時肝內(nèi)炎性小體通路的成分(與凋亡相關(guān)點樣蛋白和Procaspase-1等)產(chǎn)生增多，進而引發(fā)炎性小體和caspase-1的激活及IL-β和IL-18的分泌。

2.2caspase-1與NASH caspase-1又稱IL-1β轉(zhuǎn)化酶(ICE)，是炎性體的效應(yīng)蛋白，負責(zé)將無活性IL-1β前體剪切為成熟IL-1β。由NALP3炎性小體活化完成組裝后，Procaspase-1自動催化成caspase-1[16]。業(yè)已證明，NASH的病理過程由肝細胞脂肪變性、促炎性因子和趨化因子的表達增多和細胞外間質(zhì)蛋白的沉積等因素參與，而先天性免疫細胞和肝星狀細胞在單純性脂肪肝到NASH的進展中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。Dixon等[28]研究發(fā)現(xiàn)，高脂飲食可致野生型小鼠肝細胞脂質(zhì)沉積增多和脂肪形成相關(guān)基因表達增多，同時，高脂飲食還可致野生型小鼠炎性因子和趨化因子表達增多，而在caspase-1基因缺陷小鼠中表達較弱，進一步研究發(fā)現(xiàn)caspase-1基因缺陷小鼠中脂肪形成相關(guān)基因，如過氧化物酶體增殖物激活受體γ、膽固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白1C等的mRNA表達減少；與此同時，過氧化物酶體增殖物激活受體α和Aox(交替氧化酶)表達亦減少，提示caspase-1基因缺陷小鼠肝細胞三酰甘油的聚集減少是由于肝細胞脂肪形成減少并非脂肪酸氧化增多所引起的。高脂飲食的caspase-1基因缺陷小鼠肝細胞內(nèi)低表達腫瘤壞死因子α和單核細胞趨化蛋白1能減少高質(zhì)飲食所致的肝細胞炎癥，而腫瘤壞死因子α能促進膽固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白1和單核細胞趨化蛋白1的成熟，直接調(diào)節(jié)肝內(nèi)脂質(zhì)的平衡，可見caspase-1參與調(diào)節(jié)肝內(nèi)炎性因子及趨化因子的表達[29-30]。

肝纖維化形成需要肝星狀細胞的激活，它以α平滑肌肌動蛋白的表達增加為特征。在高脂飲食的野生型小鼠肝臟中，α平滑肌肌動蛋白活躍細胞是增加的，同時，Ⅰ型膠原α1的表達、竇周間隙細胞外基質(zhì)沉積增多，提示早期肝纖維化的形成；而高脂飲食的caspase-1基因缺陷小鼠α平滑肌肌動蛋白活躍細胞是減少的，亦未發(fā)現(xiàn)有這些早期纖維化標志物的增多，表明caspase-1在肝星狀細胞的激活和高脂飲食所致肝纖維化的形成中起重要作用[25]。

2.3IL-1β與NASH 成熟型IL-1β由caspase-1將前體形式IL-1β剪切而來，是執(zhí)行IL-1β生物學(xué)功能的主要形式。一方面，IL-1β作為一種重要的促炎細胞因子，組織受損后，IL-1β能同時誘導(dǎo)其自身及IL-6、IL-8、腫瘤壞死因子α等多種促炎細胞因子和黏附分子、趨化因子的表達[31]；另一方面，IL-1β能上調(diào)宿主防御反應(yīng)，誘導(dǎo)環(huán)加氧酶2的產(chǎn)生發(fā)揮免疫佐劑的作用，增加黏合分子的表達和氮氧化酶的聚集，可見IL-1β通過炎性反應(yīng)和免疫細胞浸潤進一步加重細胞功能障礙，甚至直接引起細胞的死亡和損傷[32-33]。以IL-1β基因剔除小鼠進行的研究顯示，在飲食誘導(dǎo)的野生型小鼠NASH中，IL-1β基因剔除小鼠能顯著減少單純脂肪肝朝著脂肪性肝炎的轉(zhuǎn)變，提示靶向干擾肝臟IL-1β可抑制單純脂肪肝朝著NASH的進展[34]。鑒于NASH的病理生理基礎(chǔ)主要是胰島素抵抗與氧化應(yīng)激，胰島素抵抗伴隨肝細胞脂肪性變是脂肪性肝病發(fā)生、發(fā)展的重要影響因素[35-36]。研究表明，IL-1β與胰島素抵抗密切相關(guān)[37]。它在肥胖相關(guān)的慢性炎癥和胰島素抵抗中的作用機制有兩點：①通過胰島素受體底物1絲氨酸磷酸化直接抑制胰島素靶向組織的胰島素信號通路；②通過促進腫瘤壞死因子α的產(chǎn)生間接導(dǎo)致胰島素抵抗[20]。

3 小 結(jié)

NASH在全世界發(fā)病率趨于升高，其確切的發(fā)病機制尚未明確，迄今為止沒有特效的藥物。ROS、脂多糖等多種刺激因素能通過不同的機制使肝臟細胞內(nèi)NALP3炎性小體激活，炎性小體完成組裝后，Procaspase-1自動催化成caspase-1，進而調(diào)控IL-1β等促炎細胞因子的成熟和分泌，而這些細胞因子又與胰島素抵抗密切相關(guān)。NALP3炎性通路的活化可能是影響NASH發(fā)生和發(fā)展的重要因素，調(diào)控NALP3炎性通路各組分的表達水平,可能為治療NASH提供新的思路，值得進一步研究。

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