劉潤澤,秦 妍,李 蘭
1.廣東藥科大學臨床醫(yī)學院,廣東 廣州 510310; 2.廣東藥科大學附屬第一醫(yī)院消化內(nèi)科
隨著人們久坐生活習慣的形成及高脂飲食的大量攝入,非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)已成為我國乃至全球第一大慢性肝病,其在成年人當中的發(fā)病率為6.3%~45%[1-2],與歐洲成年人發(fā)病率大致相當[3]。NAFLD是以異位脂質(zhì)積聚和胰島素抵抗為特征的代謝性疾病,隨著肥胖和糖尿病患病群體的不斷擴大,這一增長趨勢將尤為突出。其次,NAFLD疾病譜中非酒精性脂肪性肝炎(NASH)的發(fā)生率在40%左右,而這一群體中約20%會發(fā)展成為肝硬化[1,4],雖然這種個體差異的原因尚未完全了解,但隨著近年來基因組學發(fā)展,與代謝相關(guān)的基因深入研究,部分可歸因于基因遺傳背景的差異。
1.2 脂肪甘油三酯脂酶(adipose triglyceride lipase,ATGL)ATGL,參與細胞內(nèi)TG分解成DG的反應,它所調(diào)節(jié)的分解反應特異性作用于TG的第一酯鍵。在人類中,ATGL基因缺失導致以全身性TG積聚為特征的中性脂質(zhì)沉積性肌病(neutral lipid storage disease with myopathy,NLSDM)[12]。ATGL基因缺失的小鼠(ATGL-KO)也在許多組織中積累TG[13]。HSIAO等[14]在利用吡格列酮在小鼠模型體內(nèi)誘導ATGL表達,在高脂飲食的干預下,結(jié)果顯示,ATGL的表達增強了小鼠肝細胞內(nèi)脂類的分解作用。CHITRAJU等[13]敲除小鼠ATGL基因后,研究對胰島素、甘油三酯及血糖的影響,證實這些小鼠模型對胰島素高度敏感,這可能是機體通過增加TG含量,避免胰島素抵抗的保護機制。通過影響過氧化物酶體增殖物激活受體-α(PPAR-α)信號傳導,涉及ATGL基因在炎癥、氧化還原平衡抑制和自噬過程中的作用,甚至其表達水平可能導致癌癥的發(fā)生[15]。這些實驗結(jié)果研究不僅表明ATGL與NAFLD具有很強的相關(guān)性,也提示機體存在某種保護機制來調(diào)節(jié)體內(nèi)脂質(zhì)的代謝平衡,但該基因在NAFLD患者中的表達情況仍不清楚。有研究[16]發(fā)現(xiàn),法尼基衍生物X受體(FXR)也可以作用于PPAR-α傳導途徑,影響NAFLD的發(fā)生、發(fā)展,ATGL與FXR是否存在相互關(guān)聯(lián)的機制,還需要臨床進一步研究。
1.3 葡萄糖激酶調(diào)節(jié)蛋白(glucokinase regulator,GCKR)GCKR不僅參與調(diào)節(jié)己糖激酶Ⅵ(GCK)介導的糖酵解反應,還是GCK的變構(gòu)開關(guān)。飽腹時,GCKR與GCK結(jié)合,降低GCK活性;相反,在饑餓狀態(tài)下,GCKR與GCK解離,GCK活性增強,從而促進糖酵解、脂肪生成、甘油三酯升高[17]。GCKR 基因變體的高表達與肝細胞內(nèi)的TG堆積相關(guān)。有臺灣學者[7-8]對當?shù)豊AFLD伴肥胖的兒童進行基因型研究發(fā)現(xiàn),GCKR rs780094是肝細胞脂肪變性的獨立危險因素,其可能的機制在于GCKR rs780094使GCKR抑制作用減弱,通過誘導肝臟脂肪酸的合成和抑制肝臟脂肪酸的氧化,進而促進甘油三酯在肝臟細胞中的堆積。有研究者通過檢測中國兒童及青年人群中的GCKR兩種基因型rs1260326 及rs1260333的攜帶者對甘油三酯、胰島素及HOMA-IR的影響,發(fā)現(xiàn)這兩種亞基因的高表達增加兒童體內(nèi)TG的含量,并顯著降低胰島素抵抗[18]。GCKR rs780094的高表達在引起TG含量升高的同時,也激活了與ATGL缺失后類似結(jié)果的保護機制。
1.4 p53p53基因,傳統(tǒng)上被認為是抑癌基因的一員,能夠促進癌細胞凋亡,修復缺陷基因,但其他一些生物學作用也隨著研究的深入而不斷地被發(fā)現(xiàn),如p53可參與調(diào)節(jié)肝臟脂質(zhì)代謝。DERDAK等[19]利用p53抑制劑硝基—磷酯素α使小鼠模型體內(nèi)p53轉(zhuǎn)錄后的p21/WAF1蛋白質(zhì)失活,結(jié)果顯示在小鼠模型體內(nèi)的甘油三脂含量明顯下降,可能的機制在于促進脂肪酸的β-氧化,但PORTEIRO等[20-21]在小鼠模型中敲除p53基因后,發(fā)現(xiàn)小鼠肝細胞脂肪含量增加,又利用多柔比星激活NAFLD及NASH小鼠模型體內(nèi)的p53基因表達,結(jié)果HepG2細胞內(nèi)的脂肪含量降低,其機制可能是p53敲除后TAp63補償性上調(diào),隨后誘導內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激等誘導肝脂肪變性。GUILLEN-SACOTO等[22]在對雜合子小鼠模型進行脂肪肝飲食的誘導下發(fā)現(xiàn)p53的調(diào)控點下降,類似實驗結(jié)果又從側(cè)面提示NAFLD過渡到NASH,最終在發(fā)展成為HCC的過程中抑癌基因失效的原因[23]。該抑癌基因是否能對脂質(zhì)代謝起調(diào)控作用尚存爭議,需要進一步的實驗及臨床研究探索其機制。
1.5 ADAMTS9/IGF-1血小板凝血酶敏感蛋白樣體的解聯(lián)蛋白金屬蛋白酶家族(a disintegrin and metallo-proteinase with thrombo spondin motifs,ADAMTS),其基因家族的功能包括參與細胞外基質(zhì)的溶解、止血過程及調(diào)節(jié)血管的生成等,ADAMTS9是其家族成員之一,是新發(fā)現(xiàn)的一個抑癌基因。IGF-1則是胰島素樣生長因子(insulin like growth factor, IGF)家族中的一個亞型。ADAMTS9和/或IGF-1的高表達可降低細胞內(nèi)的TG含量。有研究[24]發(fā)現(xiàn),ADAMTS9或IGF-1在高脂飲食NAFLD小鼠模型中的高表達可降低肝臟組織的microRNA-190b含量,間接的降低脂肪生成相關(guān)酶:3-羥基-3-甲基戊二?;鵆oA還原酶(HMGCR)及脂肪酸合成酶(FAS)基因的表達。另外,也有ADAMTS9及IGF-1對胰島素抵抗存在調(diào)控作用的報道[25]。該結(jié)果有待進一步證明是兩種基因的共同作用,還是其中一種基因占絕對優(yōu)勢。其次,有研究[26]報道ADAMTS9表達增加可導致空腹血糖調(diào)節(jié)受損,提示部分抑癌基因可能參與到糖脂代謝的過程中,其相應的機制值得深入研究。
2.1 MBOAT7最早有研究[27]發(fā)現(xiàn),MBOAT7是酒精引起的肝硬化的危險因素。隨著研究的深入,MBOAT7 rs626283變體與胰島素信號傳導減少有關(guān)。UMANO等[28]在多民族的兒童和青年中通過口服葡萄糖耐量試驗評估胰島素敏感性,并通過磁共振成像檢測肝內(nèi)脂肪含量,發(fā)現(xiàn)MBOAT7 rs626283與NAFLD相關(guān),并且可能通過調(diào)節(jié)肥胖兒童和青少年中的肝內(nèi)脂肪含量來影響葡萄糖代謝,引起胰島素抵抗,其可能的機制是由MBOAT7 rs626283基因型翻譯得到的蛋白質(zhì)作為酰基轉(zhuǎn)移酶,將多不飽和脂肪酸,特別是花生四烯酰-CoA轉(zhuǎn)移到溶血磷脂中。但MBOAT7 rs626283造成胰島素抵抗的結(jié)論缺乏直接的證據(jù),并且應注意到該基因引起肝內(nèi)脂肪含量升高后,并未激活機體的保護機制,而是加重胰島素抵抗這一趨勢,這是否提示機體存在多種信號傳導方式也值得研究。
2.2 IRS1、ENPP1、SARM1胰島素受體底物1(insulin receptor substrate 1,IRS1),參與胰島素及其他細胞因子信號傳導的磷酸化蛋白;磷酸二酯酶1(phosphodiesterase 1, ENPP1),參與細胞內(nèi)第二信使的水解過程;SARM1 (sterile alpha and TIR motif containing 1),參與Toll樣受體(TLR)的信號傳導過程。IRS1中的rs1801278變體和ENPP1中的rs1044498變體與NAFLD患者的體內(nèi)胰島素信號傳導減少和更嚴重的纖維化有關(guān);SAJAN等[29]研究表明,由于肝臟IRS1表達下降,促進肝臟胰島素抵抗與BMI升高,ENOOKU等[30]通過臨床研究發(fā)現(xiàn),肝內(nèi)IRS1表達與NAFLD組織學變化呈負相關(guān),可能的機制是IRS1在體內(nèi)的低表達促進肝小葉炎癥程度和肝細胞氣球樣變,且研究結(jié)果提示,肝胰島素抵抗與肝臟壞死性炎癥活性之間的相關(guān)性要強于肝細胞內(nèi)甘油三脂堆積水平。SARM1的基因表達與胰島素抵抗呈正相關(guān)。有研究[31]通過敲除高脂飲食誘導的NAFLD小鼠模型中SARM1,抑制IRS1/ FOXO1通路的激活,減弱了胰島素抵抗。
3.1 跨膜蛋白6超家族成員2(transmembrane 6 superfamily member 2,TM6SF2)TM6SF2參與肝細胞極低密度脂蛋白的分泌。有學者發(fā)現(xiàn),TM6SF2 rs58542926與肝纖維化具有顯著相關(guān)性[32],TM6SF2 rs58542926變體在人體內(nèi)的高表達可導致肝細胞內(nèi)TG堆積。PETTA等[33]利用瞬時彈性成像技術(shù)評估人群中的NAFLD的患病率,發(fā)現(xiàn)NAFLD發(fā)病與TM6SF2 rs58542926有顯著相關(guān)性。其可能的機制在于TM6SF2參與甘油三酯與載脂蛋白B100途徑,TM6SF2 rs58542926變體導致該功能的喪失,并導致肝甘油三酯含量增加和循環(huán)脂蛋白減少[34]。但KRAWCZYK等[35]通過檢測63例NAFLD患者的血清CK18-M30發(fā)現(xiàn)TM6SF2并未與NAFLD的發(fā)病有顯著相關(guān)性,這可能與納入數(shù)據(jù)較少有關(guān)。
3.2 載脂蛋白C3(apolipoprotein C3, APOC3)APOC3被認為與脂質(zhì)代謝有關(guān)。APOC3是極低密度脂蛋白(VLDL)的組分,且是脂蛋白脂肪酶的抑制劑,其調(diào)節(jié)乳糜微粒殘余物和VLDL與低密度脂蛋白(LDL)受體的結(jié)合。APOC3的高表達與細胞內(nèi)TG含量升高有關(guān)。有研究者利用丙氨酸內(nèi)酯(ALA)和STAT3的酪氨酸磷酸化(Tyr705pho)的過度表達從正反兩面來抑制或上調(diào)APOC3的表達,發(fā)現(xiàn)TC和TG在細胞模型內(nèi)的含量與APOC3的表達呈正相關(guān),雖無統(tǒng)計學意義,但其可能的機制是APOC3的高表達,使一部分通過ATAT3信號傳導,增加細胞模型內(nèi)的TC和TG含量[36]。該結(jié)論還需要足夠的數(shù)據(jù)分析,以闡明該機制。
NAFLD是代謝紊亂綜合征的具體表現(xiàn)之一,并已經(jīng)成為世界第1位的慢性肝病,其發(fā)病機制日趨清晰,尤其是對基因組學的研究,進一步揭示了遺傳多態(tài)性在NAFLD發(fā)病機制中各個步驟中的作用:(1)50%的NAFLD疾病易感性和進展傾向是可遺傳的[37];(2)不利的遺傳多態(tài)性加上環(huán)境危險因素會增加患者對NAFLD發(fā)生的易感性;(3)并無單純的某個候選基因會只針對一種物質(zhì)的代謝,而都是相互關(guān)聯(lián)的;(4)應該注意到某些候選基因的調(diào)控點上升后引起機體的保護機制或加重趨勢;(5)雖然已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了上述基因和遺傳變體參與疾病的發(fā)生、發(fā)展,但并非所有的基因都得到一致的認同。此外,它們對NAFLD易感性的聯(lián)合作用很少被研究,這或許是以后研究候選基因的又一思路。