趙晨露, 尚東方, 周 鋮, 石俊豪, 趙文霞
1 河南中醫(yī)藥大學(xué) 第一臨床醫(yī)學(xué)院, 鄭州 450000; 2 河南中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院 脾胃肝膽科, 鄭州 450000
非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)發(fā)病率逐年上升,我國NAFLD總體患病率為29.6%,且與肥胖率上升趨勢平行[1]。NAFLD不僅與肝代謝障礙有關(guān),更與脂肪組織代謝紊亂密切相關(guān)。近年來研究[2]證實,肝組織和脂肪組織以及肌肉組織之間存在器官因子的調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò),其通過自分泌和旁分泌形式,參與體內(nèi)代謝過程。肝臟和脂肪組織作為內(nèi)分泌器官,其分泌的肝因子與脂肪因子在糖脂代謝、炎癥反應(yīng)等方面發(fā)揮重要作用。脂代謝紊亂是NAFLD發(fā)生過程中的重要環(huán)節(jié),因此闡明肝因子和脂肪因子介導(dǎo)的脂代謝在NAFLD中的作用機制具有重要意義。
肝臟脂代謝過程包括脂質(zhì)攝取與生產(chǎn)、輸出與氧化,肝脂質(zhì)含量受以下幾個方面影響:(1)脂肪組織來源的游離脂肪酸(free fatty acid,FFA)向肝臟遞送;(2)從飲食攝??;(3)肝內(nèi)從頭脂肪生成(denovolipid synthesis,DNL);(4)脂質(zhì)氧化和分泌,前三者為肝內(nèi)脂質(zhì)的主要來源,后者為肝內(nèi)脂質(zhì)的主要去路[3-5]。肝臟攝取與生產(chǎn)、輸出與氧化之間相互協(xié)調(diào),共同維持肝臟脂穩(wěn)態(tài),其中一個或多個平衡被打破均可導(dǎo)致肝臟脂肪變。因此維持肝臟脂代謝平衡是防治NAFLD的重要環(huán)節(jié)(圖1)。
注:HFD,高脂飲食;IR,胰島素抵抗;ER,內(nèi)質(zhì)網(wǎng);VLDL-TG,極低密度脂蛋白甘油三酯。
1.1 肝脂質(zhì)攝取與生產(chǎn) 研究[6-7]顯示,肥胖型NAFLD患者肝臟TG約60%來源于脂肪組織分解產(chǎn)生的FFA。肥胖型NAFLD患者由于脂肪組織對胰島素的敏感性下降,導(dǎo)致其分解產(chǎn)生的FFA增多,后者可通過門靜脈大量進入肝臟。
肝臟中脂質(zhì)易受膳食脂質(zhì)含量的影響,肝臟中15%~20%TG來自膳食脂肪酸。NAFLD動物模型中常采用的HFD在幾天內(nèi)可引起嚙齒動物發(fā)生肝脂肪變性[8]。隨機對照試驗研究[9-10]表明,采用地中海飲食干預(yù)后,NAFLD患者的脂肪肝指數(shù)、內(nèi)臟脂肪指數(shù)、胰島素水平、肝脂肪含量等均較對照組明顯下降。
健康個體中,DNL從禁食狀態(tài)的5%上升到進食后4 h的23%。而在合并高甘油三酯血癥和高胰島素血癥的NAFLD患者中,DNL在禁食狀態(tài)下明顯升高(約26%)[11]。一項使用同位素追蹤劑研究[12]顯示,肥胖型NAFLD患者其肝臟TG可來自外周FFA、DNL、膳食攝入,其比例分別為59.0%±9.9%、26.1%±6.7%、14.9%±7.0%,表明脂肪組織分解途徑在NAFLD中的主導(dǎo)地位。
1.2 肝脂質(zhì)輸出與氧化 肝臟中脂質(zhì)主要以分泌VLDL-TG形式運出肝外,此過程涉及VLDL-TG在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的組裝、合成及高爾基體的分泌,其中微粒體脂肪轉(zhuǎn)移蛋白、載脂蛋白B-100/48(apolipoprotein B-100/48,ApoB-100/48)、外被蛋白Ⅰ/Ⅱ等是重要的調(diào)控蛋白因子[13]。在健康個體中,肝臟VLDL-TG分泌與FFA、體質(zhì)量呈正相關(guān);在NAFLD患者中,肝臟VLDL-TG分泌速率代償性增加,血清VLDL-TG清除速率降低,導(dǎo)致高甘油三酯血癥[14],提示VLDL-TG的分泌對肝脂質(zhì)和全身血脂水平具有調(diào)控作用。研究[15]表明,膽固醇轉(zhuǎn)運蛋白能夠降低肝臟VLDL-TG分泌速率,從而介導(dǎo)并加重了HFD誘導(dǎo)的肝脂肪變。
肝臟FFA氧化主要涉及線粒體β氧化,肝細胞含有豐富的線粒體,當(dāng)大量FFA超過肝臟自身處理能力或當(dāng)肝臟FFA氧化能力降低時,F(xiàn)FA在肝臟大量聚集,一方面過量的脂質(zhì)在細胞內(nèi)沉積引起脂質(zhì)過氧化反應(yīng),另一方面大量FFA對肝細胞產(chǎn)生脂毒性[16],促使肝細胞內(nèi)豐富的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)發(fā)生內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激,后者通過IRE1α-XBP1途徑抑制VLDL-TG分泌促進肝細胞脂肪變[17],通過PERK-eIF2α-ATF4途徑使硬脂酰輔酶A去飽和酶-1、脂肪酸合酶(fatty acid synthase,FASN)等限速酶減少,進一步加重肝脂質(zhì)穩(wěn)態(tài)失衡[18]。以上研究表明肝臟FFA氧化減少可能導(dǎo)致脂肪變、脂質(zhì)過氧化、氧化應(yīng)激、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激、細胞死亡等一系列打擊事件發(fā)生,共同驅(qū)動NAFLD發(fā)生發(fā)展。
肝細胞因子是肝臟分泌的蛋白質(zhì),可通過自分泌、旁分泌和內(nèi)分泌途徑調(diào)節(jié)糖脂代謝,在NAFLD發(fā)生發(fā)展中起重要作用[19]。目前研究較多的肝因子有成纖維細胞生長因子21(fibroblast growth factor 21,FGF21)、血管生成素樣蛋白3/4/6/8(angiopoietin like protein,ANGPTL3/4/6/8)、視黃醇結(jié)合蛋白4、胎球蛋白A/B(Fetuin-A/B)、硒蛋白P(selenoprortein,SeP)、白細胞衍生趨化因子2、sparc相關(guān)模塊化鈣結(jié)合蛋白1、卵泡抑素、性激素結(jié)合球蛋白、生長分化因子15等,它們在糖脂代謝、炎癥、促纖維化等方面具有多種作用。
脂肪因子是脂肪組織分泌的激素物質(zhì),參與全身胰島素分泌代謝、食欲控制、能量消耗、脂肪分布等多種代謝活動[20]。目前已有600余種脂肪因子家族,近年來確定的新的脂肪因子有趨化素、白脂素、網(wǎng)膜素、鳶尾素、視黃醇結(jié)合蛋白4、鋅-α2-糖蛋白等,新型脂肪因子在脂肪組織、肝臟、心血管等組織代謝中具有重要作用。
3.1 FGF21 FGF21是成纖維細胞生長因子家族成員之一,主要由肝臟分泌,在NAFLD、2型糖尿病等代謝性疾病中具有重要作用[21]。(1)FGF21以劑量依賴形式顯著降低嚙齒動物和人類血漿TG含量。FGF21能夠降解白色脂肪組織(white adipose tissue,WAT)和棕色脂肪組織(brown adipose tissue,BAT)中富含TG的脂蛋白[22],促進WAT發(fā)生棕色化,并可激活BAT,從而降低血漿FFA、TG水平。(2)FGF21能夠降低肝臟內(nèi)TG含量,其機制為:FGF21上調(diào)ApoB 100、ApoE和微粒體脂肪轉(zhuǎn)移蛋白表達,促進肝臟VLDL-TG分泌速率;同時FGF21促進過氧化物酶體增殖物激活受體γ共激活劑1α(peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1α,PGC1α)、?;o酶A氧化酶1和肉毒堿棕櫚酰基轉(zhuǎn)移酶表達,增強脂質(zhì)氧化[23]。(3)臨床研究表明,血漿FGF21水平與肝臟TG含量密切相關(guān)。一項為期3年的前瞻性研究[24]發(fā)現(xiàn)血清高FGF21水平是NAFLD的危險因素。
3.2 Fetuin-A Fetuin-A是由肝細胞分泌的血清蛋白,屬于胱抑素超家族蛋白酶抑制劑成員,在脂肪酸代謝、IR、急性炎癥反應(yīng)等多種生理過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用[25]。臨床研究[26]顯示,與正常受試者相比,NAFLD患者肝臟Fetuin-A表達明顯增加,且與糖脂代謝異常有關(guān)。與瘦型NAFLD相比,肥胖型NAFLD患者血清Fetuin-A水平顯著增加;一項臺灣橫斷面研究[27]顯示,血清Fetuin-A濃度與瘦型NAFLD風(fēng)險呈正相關(guān)。上述證據(jù)均表明NAFLD患者Fetuin-A水平升高可能是早期預(yù)測疾病風(fēng)險的良好血清生物標(biāo)志物。此外,F(xiàn)etuin-A也是診斷IR相關(guān)代謝紊亂的早期預(yù)測生物標(biāo)志物,F(xiàn)etuin-A抑制胰島素受體底物(insulin receptor substrate,IRS)表達,下調(diào)4型葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白表達,最終造成血糖升高[28]。
Fetuin-A蛋白表達與甾醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白、FASN呈正相關(guān),而甾醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白、FASN在肝臟DNL、脂質(zhì)合成過程中起重要作用[29]。此外,F(xiàn)etuin-A是Toll樣受體4(toll-like receptor 4,TLR4)的內(nèi)源性配體,促進炎性因子表達,F(xiàn)etuin-A與FFA結(jié)合,形成的復(fù)合物對TLR4受體親和力增加,激活I(lǐng)κB激酶、c-Jun N-末端激酶途徑啟動核因子κB釋放[30],造成各種炎性因子、趨化因子釋放增加,促進NAFLD發(fā)生發(fā)展。
3.3 ANGPTL3/8 ANGPTL3/8屬于血管內(nèi)皮生長因子家族成員,在肝臟特異表達[31]。ANGPTL3/8是脂蛋白脂肪酶的生理性抑制劑,是血漿TG清除率的調(diào)節(jié)劑。ANGPTL3被前蛋白轉(zhuǎn)化酶蛋白水解切割后產(chǎn)生活性N端結(jié)構(gòu)域,并與ANGPTL8形成復(fù)合物,共同抑制脂蛋白脂肪酶表達,同時還根據(jù)營養(yǎng)狀態(tài)將循環(huán)中TG分配到特定組織供其利用[32]。研究[34]表明,降低ANGPTL8表達具有改善葡萄糖耐量的作用[33]。一項臨床隊列研究[35]顯示,ANGPTL3水平與IR的穩(wěn)態(tài)模型評估 (HOMA-IR) 呈正相關(guān)(r=0.28,P<0.05);與健康對照者相比,NAFLD患者肝臟ANGPTL3/8表達明顯升高,且與脂肪變程度相關(guān)。
3.4 SeP SeP是由肝臟合成和分泌的糖蛋白,屬于硒元素轉(zhuǎn)運蛋白家族,具有將硒元素從肝臟轉(zhuǎn)運至其他器官的功能[36]。目前SeP的臨床研究存在相互矛盾的結(jié)果。來自不同國家的研究表明,血清SeP升高與NAFLD、代謝綜合征的發(fā)生關(guān)系密切。我國一項病例對照研究[37]納入79例NAFLD患者和79例正常受試者,結(jié)果顯示NAFLD患者SeP水平升高,且NAFLD的患病率和檢出率隨SeP水平升高而增加,同時NAFLD嚴(yán)重程度亦與血清SeP有關(guān)。此外,血清SeP水平與NAFLD的危險因素呈正相關(guān),如:體質(zhì)量指數(shù)(BMI)、ALT、AST和血清尿酸等;韓國一項前瞻性隊列研究[38]納入120例少肌性肥胖患者,其中并發(fā)NAFLD 60例,結(jié)果顯示與非NAFLD肥胖者相比,內(nèi)臟肥胖型NAFLD患者和代謝綜合征患者血清SeP水平更高,且血清SeP水平與內(nèi)臟脂肪面積、HOMA-IR和臂-踝脈波速度呈正相關(guān),與肝衰減指數(shù)呈負相關(guān)。然而一項來自希臘的病例對照研究[39]納入了31例經(jīng)肝臟穿刺確診的NAFLD患者和27例正常受試者,其中單純脂肪變者15例,非酒精性脂肪性肝炎(NASH)者10例,確診NASH者6例,結(jié)果發(fā)現(xiàn)與對照組、單純脂肪變組相比,NASH患者血清SeP水平較低,與上述研究結(jié)果相反,這可能與該研究樣本量較少、其他研究多采用血清無創(chuàng)診斷模型或B超診斷NAFLD有關(guān)。
Chen等團隊[37]進一步進行體內(nèi)外實驗驗證,無論是HFD喂養(yǎng)的C57BL/6J NAFLD小鼠還是棕櫚酸誘導(dǎo)的HepG2脂肪變細胞,其血清和肝臟SeP水平均高于空白對照組;采用siRNA沉默SeP蛋白發(fā)現(xiàn),AMPK/ACC信號通路被激活,HepG2細胞內(nèi)TG減少,相反過表達SeP蛋白發(fā)現(xiàn),AMPK/ACC信號通路被抑制,HepG2細胞脂質(zhì)積累增多。基于此推測AMPK/ACC信號通路可能是SeP與NAFLD發(fā)病關(guān)系密切的關(guān)鍵分子途徑。
4.1 趨化素 趨化素作為新型脂肪因子,在炎癥和代謝障礙等方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。肥胖相關(guān)臨床研究[40]顯示,血清高水平趨化素與BMI呈正相關(guān),其機制可能是:趨化素促進脂肪細胞發(fā)生肥大,導(dǎo)致脂肪組織中炎癥和血管生成障礙,最終造成機體肥胖。一項納入56例經(jīng)肝活檢確診NAFLD的橫斷面研究[41]發(fā)現(xiàn),趨化素水平在BMI≥40 kg/m2、肝細胞氣球樣變、NASH患者中明顯升高,提示趨化素可能是肝脂肪變性、氣球樣變和NAFLD活動評分的預(yù)測因子。另一項臨床研究[42]證實,與健康對照組相比,NAFLD患者血清趨化素水平升高,與NAFL相比,NASH患者血清趨化素水平顯著升高。且趨化素水平與HOMA-IR、NAFLD活動評分、肝細胞氣球樣變性呈正相關(guān)。然而,趨化素在血清和肝臟中的水平存在不一致現(xiàn)象。Pohl等[43]發(fā)現(xiàn)NASH患者肝臟趨化素mRNA表達降低,進一步體外培養(yǎng)LX-2細胞、HepG2細胞和人原代肝星狀細胞,采用基因芯片技術(shù)發(fā)現(xiàn)肝X受體(liver X receptor,LXR)激動劑T0901317能夠降低LX-2細胞和HepG2細胞中趨化素蛋白表達,LXR在NAFLD患者中被激活,其內(nèi)源性激動劑是膽固醇的氧化產(chǎn)物,后者會導(dǎo)致肝損傷。因此,LXR的高度激活可能是NASH患者肝臟趨化素mRNA低表達的原因?;A(chǔ)研究[44]表明,外源性補充趨化素可減輕HFD誘導(dǎo)的NASH模型鼠肝臟氧化應(yīng)激,與過量趨化素通過CMKLR1受體促進JAK2/STAT3磷酸化有關(guān),提示外源性重組趨化素可能成為治療NASH的靶點。
4.2 白脂素 白脂素是WAT在空腹或禁食狀態(tài)下分泌的脂肪因子,通過血液循環(huán)到達靶器官對全身糖脂代謝產(chǎn)生影響。(1)白脂素是具有中樞作用的促食欲激素。循環(huán)中白脂素穿過血腦屏障并通過cAMP依賴性途徑直接激活促食欲神經(jīng)元,同時抑制下游阿片-促黑素細胞皮質(zhì)素原厭食神經(jīng)元,最終導(dǎo)致食欲增加和肥胖[45]。(2)白脂素調(diào)節(jié)外周組織葡萄糖代謝。白脂素上調(diào)骨骼肌肌管中4型葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白mRNA和蛋白質(zhì)表達,促進骨骼肌對葡萄糖的攝取[46];在禁食條件下白脂素通過與嗅覺受體734結(jié)合激活下游cAMP-PKA通路,促進糖異生基因葡萄糖6磷酸酶和磷酸烯醇丙酮酸羧激酶1表達,刺激肝細胞釋放葡萄糖。給予白脂素抗體后能夠阻斷白脂素/嗅覺受體734對糖異生的促進作用[47]。(3)白脂素能夠降低肝臟TG水平。Hekim等[48]給予Balb/C糖尿病模型小鼠腹腔注射不同濃度白脂素(1 μg/kg 或10 μg/kg 4次,間隔3天),實驗結(jié)束時發(fā)現(xiàn)高劑量白脂素明顯降低肝臟TG、膽固醇和低密度脂蛋白。此外,臨床研究[49]發(fā)現(xiàn)肥胖型NAFLD兒童及青少年血清白脂素明顯升高,且白脂素水平與BMI、腰臀比、空腹血糖、ALT呈正相關(guān),是NAFLD發(fā)生的獨立危險因素。上述研究提示白脂素可能是預(yù)測NAFLD的新型生物標(biāo)志物。
4.3 鳶尾素 鳶尾素是由運動誘導(dǎo)產(chǎn)生的肌因子和脂肪因子,與NAFLD、肥胖等代謝性疾病密切相關(guān)。(1)鳶尾素促進WAT褐變,減少WAT體積。一項來自人類供體內(nèi)臟WAT研究[50]顯示,鳶尾素增加內(nèi)臟脂肪細胞的線粒體能量代謝,增加皮下WAT中線粒體解偶聯(lián)蛋白1、PGC1α、PR結(jié)構(gòu)域蛋白16、跨膜蛋白26、白細胞分化抗原137 mRNA和蛋白表達,促進WAT發(fā)生棕色化。Chen等[51]給予HFD喂養(yǎng)的C57BLKS/J小鼠腹腔注射鳶尾素(0.8 ng·g-1·d-1)持續(xù)14天,實驗結(jié)束時采用MRI測量WAT體積顯著減小,血糖、膽固醇水平明顯降低;多項研究[52-53]發(fā)現(xiàn)鳶尾素可能通過p62/Nrf2/HO-1通路、p38 MAPK通路、ERK通路促進WAT棕色化。(2)鳶尾素變化趨勢對于預(yù)測NAFLD有重要意義。與對照組相比,NAFLD患者血清鳶尾素水平更高,且隨著脂肪變性和纖維化程度的增加而增加[54]。鳶尾素水平與我國肥胖患者的肝臟TG含量成負相關(guān)[55]。此外,在兒童隊列研究[56]中,鳶尾素水平與馬鈴糖蛋白樣磷脂酶蛋白3突變呈正相關(guān),而馬鈴糖蛋白樣磷脂酶蛋白3是NAFLD發(fā)生發(fā)展過程中的重要表觀遺傳學(xué)分子。基礎(chǔ)實驗[57]證實,鳶尾素治療能夠降低高碳水高脂肪飲食喂養(yǎng)大鼠的血糖、血脂水平,促進PGC1α表達,提示鳶尾素可能成為治療NAFLD的新靶點。
綜上所述,肝因子和脂肪因子參與了肝脂代謝的多個環(huán)節(jié),其血清水平與NAFLD進展密切相關(guān)。在臨床研究中,由于NAFLD診斷方法、肝因子和脂肪因子檢測試劑盒、觀察指標(biāo)的差異,同類研究存在結(jié)果相矛盾現(xiàn)象;而基礎(chǔ)研究和臨床研究存在不統(tǒng)一現(xiàn)象,可能與外源性補充肝因子或脂肪因子的濃度與內(nèi)源性生理劑量之間的差異有關(guān)。因此需要多中心、跨學(xué)科的臨床研究探討肝因子、脂肪因子與NAFLD之間的相關(guān)性;同時需要進一步實驗研究,更好模擬生理狀態(tài)下肝臟和脂肪組織之間的相互作用,并繼續(xù)闡述肝因子和脂肪因子在NAFLD中的關(guān)鍵靶點和通路,為臨床治療提供證據(jù)。
利益沖突聲明:所有作者均聲明不存在利益沖突。
作者貢獻聲明:趙晨露負責(zé)撰寫論文;尚東方、周鋮、石俊豪負責(zé)查閱、歸納文獻;趙文霞負責(zé)指導(dǎo)撰寫,修改論文。