周小藝 邢 婭 龔道清 耿拓宇

(揚州大學(xué)動物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，揚州225009)

在動物飼養(yǎng)管理過程中，高能量密度飲食、飼料中的毒素和飼料質(zhì)量不良等因素會使動物肝細(xì)胞內(nèi)甘油三酯(triglyceride，TG)含量升高，進(jìn)而引起脂肪在肝臟中堆積，造成動物肝臟增大、易碎、出血甚至肝纖維化和肝硬化等癥狀，形成與人類相似的非酒精性脂肪肝病(non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD)，嚴(yán)重危害動物的健康，并給畜牧業(yè)帶來較大的經(jīng)濟(jì)損失[1-2]。上述病理性脂肪肝通常發(fā)生于家畜(如奶牛)和蛋雞，但在自然界中還存在一類生理性脂肪肝，如一些野生魚類和鳥類通常會在遷徙前大量進(jìn)食，將從食物獲取的過剩能量轉(zhuǎn)化為脂肪儲存于肝臟而形成生理性脂肪肝，以滿足遷徙過程中的能量需要。在遷徙過程中，沉積于肝臟中的脂肪通過極低密度脂蛋白(very low density lipoprotein，VLDL)經(jīng)血液運送到其他組織如肌肉中氧化利用而被消耗掉，從而使肝臟恢復(fù)到原來的狀態(tài)，整個過程是可逆的，并不出現(xiàn)病理癥狀[3-5]。鵝作為遷徙鳥類的后代也具備這種特點，該特點為人工生產(chǎn)鵝肥肝提供了必要的條件。

食用富含脂肪鵝肝的歷史可追溯到古埃及[6]，因為當(dāng)時的人們已發(fā)現(xiàn)遷徙季節(jié)開始前的鵝肝味道特別鮮美。人工生產(chǎn)鵝肥肝的傳統(tǒng)方法是當(dāng)鵝達(dá)到適宜日齡和體重時，通過大量填飼主要原料為高能玉米的飼糧使鵝在3～4周內(nèi)形成脂肪含量高達(dá)60%左右的脂肪肝或肥肝[7]。對于專門化的肝用品種朗德鵝，填飼后的肥肝重通?？蛇_(dá)800～1 200 g[8]。鵝肥肝不僅含有豐富的不飽和脂肪酸(unsaturated fatty acid，USFA)，而且還含有蛋白質(zhì)、多種維生素和鐵、鋅、銅、磷等微量元素，易被人體消化吸收，因此具有極好的營養(yǎng)與保健價值[5]，與魚子醬、松露合稱為世界三大美食。此外，由于鵝肥肝中在發(fā)生嚴(yán)重脂肪變性時仍不出現(xiàn)明顯的炎癥、纖維化和其他病理癥狀，可能存在獨特的保護(hù)機(jī)制[4]，因此，鵝肥肝也被視為一種獨特的脂肪肝研究模型。

鵝肥肝和其他大多數(shù)非酒精性脂肪肝一樣，是由營養(yǎng)過剩引起的肝臟脂肪變性，通常伴有皮下脂肪增多、血糖血脂升高以及其他肥胖相關(guān)的代謝紊亂等。鵝在大量采食或飼喂后，過量攝入的能量(主要是碳水化合物)會超過機(jī)體的生理需要而被肝臟轉(zhuǎn)變?yōu)橹綶3]，這些脂肪除了在肝臟中被少量氧化利用外，大部分會與肝臟產(chǎn)生的脂蛋白相結(jié)合，包裝成含脂顆粒(如VLDL)而被轉(zhuǎn)運到外周組織(如肌肉)利用或貯存于脂肪組織中。然而，在早期這種狀態(tài)還能保持一種動態(tài)平衡，不會在肝臟中沉積大量脂肪，但是在后期，這種動態(tài)平衡就會被打亂，出現(xiàn)肝臟轉(zhuǎn)運脂肪障礙，從而引起脂肪肝的形成[9-10]。因此，無論是促進(jìn)鵝肥肝的形成還是抑制其他病理性脂肪肝的形成，解析肝臟的營養(yǎng)調(diào)控機(jī)制都將有助于相關(guān)問題的解決。

線粒體是能量合成的場所，其正常結(jié)構(gòu)功能的維持與能量代謝息息相關(guān)。以往的研究表明，線粒體在非酒精性脂肪肝形成過程中，其形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能均發(fā)生明顯變化，提示線粒體可能在非酒精性脂肪肝形成中扮演重要角色。線粒體作為真核細(xì)胞中的半自主性細(xì)胞器，起源于革蘭氏陰性菌，是細(xì)胞物質(zhì)能量代謝的關(guān)鍵參與者，為細(xì)胞的生命活動提供動力[11]。此外，線粒體還在氧化應(yīng)激和信號傳導(dǎo)、細(xì)胞周期調(diào)控和細(xì)胞凋亡等方面起重要作用，位于細(xì)胞動態(tài)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的中心[12]。有研究表明，大部分線粒體相關(guān)基因的表達(dá)在鵝肥肝形成過程中顯著增強(qiáng)，提示線粒體也參與鵝肥肝的形成。為更深入地研究線粒體與鵝肥肝形成的關(guān)系，揭示營養(yǎng)如何通過線粒體影響脂肪肝的形成，將不僅有助于闡明脂肪肝的形成機(jī)制，而且可以為實際生產(chǎn)中改進(jìn)鵝肥肝生產(chǎn)技術(shù)提供理論參考，本文著重圍繞鵝肥肝的特點對相關(guān)研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，并展開適當(dāng)?shù)挠懻摗?/p>

1 鵝肥肝的研究進(jìn)展

1.1 鵝肥肝形成和變性的機(jī)理

鵝肥肝的形成原因相當(dāng)復(fù)雜，主要與脂肪合成、脂蛋白組裝分泌以及脂肪酸β-氧化三者之間的平衡受到破壞有關(guān)，是多基因互作的結(jié)果[13-14]。一般情況下，肝臟中的脂肪合成、運輸與代謝處在一種動態(tài)平衡之中，脂肪不會堆積在肝臟中。但是，如果脂質(zhì)合成量超過肝臟以脂蛋白運出脂質(zhì)的量，則會導(dǎo)致脂肪在肝臟中沉積，形成脂肪肝。

依據(jù)NAFLD形成的“二次打擊”學(xué)說，目前對鵝肥肝的研究大多集中在“一次打擊”階段。鵝在攝取大量的高能飼料后，食物中的碳水化合物經(jīng)消化降解為單糖被鵝腸道吸收，釋放到血液中，致使流入肝臟的血糖急劇增加，經(jīng)肝細(xì)胞中的酶轉(zhuǎn)化為3-磷酸甘油或乙酰輔酶A，然后在脂肪酸合成酶(fatty acid synthase，F(xiàn)AS)的作用下合成脂肪酸。這些新合成的脂肪酸有2條代謝途徑：1)在肝細(xì)胞中酯化合成TG，并與載脂蛋白、磷脂、膽固醇等形成VLDL分泌到血液中，運送至其他組織中儲存(如脂肪組織)或氧化利用(如肌肉組織)[8]；2)在肝細(xì)胞的線粒體中β-氧化，轉(zhuǎn)化為能量供肝細(xì)胞利用。然而，鵝在填飼后，肝臟中TG的合成數(shù)量遠(yuǎn)超載脂蛋白的轉(zhuǎn)運能力，同時血液中高水平的TG會影響脂肪酸的β-氧化，這就導(dǎo)致肝細(xì)胞合成的TG不能被完全氧化掉或轉(zhuǎn)運出去，最終造成肝細(xì)胞內(nèi)沉積大量的脂肪，顯著擴(kuò)大肝細(xì)胞的體積，而形成比正常肝重許多倍的脂肪肝或肥肝[10]。

1.2 鵝肥肝中特殊的分子保護(hù)機(jī)制

在人和小鼠等哺乳動物中，NAFLD的形成還與“二次打擊”有關(guān)。首先，在哺乳動物中，沉積于肝臟中的TG被水解為脂肪酸，繼而被轉(zhuǎn)運到線粒體進(jìn)行β-氧化。過多的β-氧化會引起活性氧(reactive oxygen species，ROS)產(chǎn)生增多，當(dāng)ROS的產(chǎn)生量超過線粒體抗氧化系統(tǒng)能力時，就會發(fā)生脂類物質(zhì)和蛋白質(zhì)的氧化，導(dǎo)致線粒體損傷和功能障礙、氧化應(yīng)激以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激(endoplasmic reticulum stress，ERS)，并引發(fā)肝臟出現(xiàn)炎癥和其他病變，與之不同的是，鵝肥肝形成過程中，并未出現(xiàn)ERS和線粒體損失[3]，即哺乳動物NAFLD形成過程中的“二次打擊”。鵝肥肝與NAFLD形成機(jī)理既有相同之處也各自的特殊性。有研究發(fā)現(xiàn)，與正常肝相比，鵝肥肝中ERS相關(guān)基因和炎癥標(biāo)記基因——腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)的表達(dá)量均降低，而脂肪酸去飽和酶相關(guān)基因和脂聯(lián)素受體1和2(adiponectin receptor 1 and 2，Adipor1/2)的基因表達(dá)量均上升，后者在肝細(xì)胞中具有抗炎癥發(fā)生、增加胰島素敏感性的作用，這些結(jié)果表明鵝肥肝未發(fā)生ERS和炎癥[15-16]，與人和小鼠NAFLD中的情形相反。鵝肥肝中脂肪組成以USFA為主，占脂肪總量的62%左右[7]，這可能是鵝肥肝不發(fā)生內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和炎癥的原因之一。前人研究表明，USFA會抑制棕櫚酸引起的肝細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和凋亡[17]。以上研究提示，鵝肥肝發(fā)生嚴(yán)重脂肪變性時不發(fā)生病變的保護(hù)機(jī)制可能與不飽和脂肪酸合成酶表達(dá)增加、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激受到抑制有關(guān)。

腸道菌群可能也參與鵝肥肝的保護(hù)。腸道是機(jī)體的消化器官和排毒器官，“腸-肝軸”學(xué)說表明肝臟和腸道之間存在著密切的關(guān)聯(lián)；細(xì)菌鞭毛蛋白受體5(TLR5)在腸黏膜上的表達(dá)也與肝臟代謝有關(guān)[18]。腸道擁有許多與宿主共存的微生物，統(tǒng)稱為腸道菌群。已有研究證實，與常規(guī)飼養(yǎng)的鵝(對照組)相比，填飼鵝(試驗組)盲腸內(nèi)容物中5種短鏈脂肪酸(short chain fatty acids，SCAF)的含量，包括乙酸、丁酸、異丁酸、戊酸、異戊酸顯著低于對照組[19]。丁酸作為SCAF中的一種，可通過抑制有害菌繁殖，促進(jìn)緊密連接蛋白表達(dá)而對腸道有一定的保護(hù)作用，避免有害菌及其毒素進(jìn)入機(jī)體內(nèi)引起免疫炎癥反應(yīng)[18]。顧旺[20]研究發(fā)現(xiàn)，填飼鵝血液中內(nèi)毒素脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)的含量相對于非填飼的對照鵝并未發(fā)生明顯變化。再者，填飼鵝腸道中乳酸桿菌屬的相對豐度也顯著高于正常飼喂的對照鵝，而乳酸桿菌的代謝產(chǎn)物——乳酸不僅可抑制有害菌增殖的作用，且能抑制鵝原代肝細(xì)胞中免疫炎癥相關(guān)基因——補體5(C5)的表達(dá)[21]。因此，填飼鵝的腸道菌群有助于鵝肥肝免于炎癥的發(fā)生，也是鵝肥肝保護(hù)機(jī)制的重要成分之一。

此外，肝臟轉(zhuǎn)錄組測序分析和基因組測序分析，也為揭示鵝肥肝的保護(hù)和形成機(jī)制提供了更全面的分析方法。例如，通過這些方法，最近發(fā)現(xiàn)胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白2(insulin-like growth factor binding protein 2, IGFBP2)、胰島素樣生長因子1受體(IGF-1R)和microRNA與鵝肥肝的形成有關(guān)[22-23]，這些發(fā)現(xiàn)為進(jìn)一步研究鵝肥肝的形成與保護(hù)機(jī)理提供了新的方向。

2 線粒體的研究進(jìn)展

2.1 線粒體的起源與結(jié)構(gòu)

關(guān)于線粒體的起源眾說紛紜，目前有較多證據(jù)支持的是內(nèi)共生假說。內(nèi)共生假說認(rèn)為：線粒體來源于原線粒體，一種好氧性細(xì)菌，在與前真核生物宿主長期共生過程中，原線粒體通過氧化分解給宿主提供能量，而宿主給原線粒體提供營養(yǎng)物質(zhì)，從而逐漸演化成真核細(xì)胞中的一種半自主性細(xì)胞器。有研究發(fā)現(xiàn)，線粒體基因組序列類似于特定的原核進(jìn)化枝——α-蛋白細(xì)菌，這為該假說提供了有力的證據(jù)[24]。與內(nèi)共生假說相對的是非內(nèi)共生假說或稱為分化假說，該假說認(rèn)為：線粒體的發(fā)生是由于細(xì)胞膜的內(nèi)陷，再分化后形成的。該假說解釋了核膜漸進(jìn)演化的過程，但相關(guān)的支持性證據(jù)較少。

線粒體是大多數(shù)真核生物細(xì)胞中重要的雙層膜細(xì)胞器，通常分布在細(xì)胞功能旺盛和代謝活躍的區(qū)域。線粒體的直徑為0.5～1.0 μm，組成成分有水、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)以及少量的小分子和核酸等。線粒體整體可分為4個分開的部分：外膜(OMM)、內(nèi)膜(IMM)、膜間隙和基質(zhì)。外膜比較光滑，包含整合蛋白，通透性較線粒體內(nèi)膜高，其上的酶含量比內(nèi)膜少，主要起物質(zhì)交換和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的作用。線粒體內(nèi)膜向內(nèi)凹陷彎曲折疊成嵴，可增大膜的表面積和酶的附著位點，增加了內(nèi)膜的代謝效率，主要含有各種不同功能的酶類和載體蛋白，負(fù)責(zé)建立質(zhì)子梯度、驅(qū)動能量合成的功能等。線粒體中的嵴在不同生理條件下的形態(tài)變化是不同的，可能與線粒體的分裂與融合有關(guān)[25-26]。線粒體內(nèi)外膜之間的空隙是膜間隙，里面有眾多底物、酶等蛋白分子，處于未定位狀態(tài)?；|(zhì)是一種均勻的膠體，含有很多催化細(xì)胞有氧呼吸反應(yīng)的酶類、脂類、蛋白質(zhì)等，以及線粒體自身的DNA和核糖體。

2.2 線粒體的生物學(xué)功能

線粒體是維持真核細(xì)胞穩(wěn)態(tài)必不可少的細(xì)胞器，線粒體生物學(xué)功能的變化不僅影響細(xì)胞的能量代謝，而且還會影響整個機(jī)體的能量供應(yīng)與生命活動[27]。線粒體最重要的功能就是通過線粒體基質(zhì)中的三羧酸循環(huán)氧化糖酵解途徑中的代謝產(chǎn)物——丙酮酸，以及通過線粒體內(nèi)膜上的電子傳遞鏈進(jìn)行氧化磷酸化，將底物氧化脫氫或使其失去電子而升高化合價，催化ADP和pi合成，最終使脂肪、葡萄糖和氨基酸被徹底氧化分解，產(chǎn)生ATP和熱量。

研究表明，mTOR復(fù)合物1 (mTORC1)激酶通過調(diào)節(jié)下游效應(yīng)子，刺激線粒體發(fā)生蛋白質(zhì)合成和氧化反應(yīng)而參與細(xì)胞的新陳代謝[28]。線粒體可以儲存鈣離子，并且其儲存能力比細(xì)胞質(zhì)強(qiáng)。由于鈣離子在神經(jīng)沖動傳導(dǎo)信號的過程中充當(dāng)重要的第二信使，因此線粒體鈣離子的生理變化對維持正常的神經(jīng)傳導(dǎo)功能具有重要意義[26,29]。線粒體還可以釋放細(xì)胞色素c、Diablo、Htra2等促凋亡因子來參與細(xì)胞的程序性凋亡。此外，線粒體還參與細(xì)胞免疫、細(xì)胞周期以及細(xì)胞分化的調(diào)控等生物學(xué)過程。

2.3 線粒體損傷與氧化應(yīng)激的關(guān)系

許多疾病的發(fā)生都與線粒體的穩(wěn)態(tài)失衡有關(guān)。正常情況下，體內(nèi)的氧化還原處于一個動態(tài)平衡中，少量的ROS有利于增強(qiáng)細(xì)胞的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)能力和提高機(jī)體在面對病原體入侵時的抵抗能力。但是當(dāng)穩(wěn)態(tài)失衡時，ROS過量產(chǎn)生且得不到及時清除，就會攻擊細(xì)胞的脂質(zhì)、核酸、蛋白質(zhì)，引起機(jī)體的組織和器官損傷[30]。已有大量的研究表明，功能失調(diào)的線粒體是ROS產(chǎn)生的主要部位[31-32]。線粒體有4種復(fù)合物參與氧化磷酸化，即復(fù)合物Ⅰ至復(fù)合物Ⅳ。線粒體中的氧化磷酸化起始于上一代謝過程產(chǎn)生的煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)，即還原型輔酶Ⅰ，其所含的電子經(jīng)復(fù)合物Ⅰ至復(fù)合物Ⅳ電子傳遞鏈的傳遞后，和質(zhì)子、氧氣結(jié)合形成水，所釋放的能量通過與磷酸化耦聯(lián)而產(chǎn)生ATP。在電子傳遞過程中，如果有電子泄漏，則會過早地和氧氣結(jié)合而形成不穩(wěn)定的O2-，后者是產(chǎn)生大部分ROS的前體物質(zhì)。

生成的ROS會氧化細(xì)胞中的脂類、蛋白質(zhì)和遺傳物質(zhì)，導(dǎo)致細(xì)胞、線粒體的損傷。線粒體的損傷包括線粒體DNA(mitochondrial DNA，mtDNA)突變、結(jié)構(gòu)損傷、呼吸鏈損傷、ATP合成受限、鈣穩(wěn)態(tài)失衡、防御體系受到破壞和發(fā)生功能障礙等[32]。首先，由于mtDNA位于線粒體內(nèi)膜，靠近自由基產(chǎn)生的部位，容易受到ROS的攻擊。mtDNA的損傷累積則會導(dǎo)致突變的產(chǎn)生。其次，ROS會攻擊內(nèi)膜的復(fù)合體蛋白，使電子呼吸鏈酶活性降低，ATP合成減少。再者，過量的ROS會使線粒體膜上的通透性轉(zhuǎn)換孔(PTP)更易打開而改變線粒體膜內(nèi)的滲透壓，引起鈣穩(wěn)態(tài)失衡，最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡[33]。此外，ROS和線粒體結(jié)構(gòu)形態(tài)改變間也可能存在相互調(diào)節(jié)的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)，在糖尿病心肌病(diabetic cardiomyopathy，DCM)模型中，ROS水平的增加會導(dǎo)致線粒體形態(tài)發(fā)生改變，包括線粒體膜融合和裂變、嵴形態(tài)的改變以及線粒體破裂與腫脹[34-35]。線粒體損傷后，呼吸鏈的電子傳遞和酶活性均會受到影響，ATP的合成也受到限制，從而進(jìn)一步加劇氧自由基和ROS的產(chǎn)生，后者又會攻擊線粒體，如此便形成一種惡性循環(huán)，使細(xì)胞內(nèi)的氧化與抗氧化作用失衡，引起氧化應(yīng)激，最終引起細(xì)胞死亡。

3 線粒體在鵝肥肝中的作用

人和小鼠等哺乳動物中的NAFLD和鵝肥肝區(qū)別之一就是鵝肥肝雖然發(fā)生嚴(yán)重的肝脂肪變性卻沒有發(fā)生炎癥等病理癥狀與損傷。在NAFLD，炎癥的發(fā)生，即出現(xiàn)非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepatitis，NASH)則是NAFLD病癥加劇的關(guān)鍵性標(biāo)志[21]。由于炎癥與ROS密切關(guān)聯(lián)，因此，產(chǎn)生ROS的線粒體也在NAFLD炎癥發(fā)生過程中扮演重要角色[36-37]。以往的研究表明，人和小鼠的NAFLD通常伴隨有線粒體相關(guān)基因表達(dá)水平的減少、線粒體損傷和功能障礙。然而，在鵝肥肝中，大多數(shù)線粒體相關(guān)基因的表達(dá)水平顯著高于正常肝臟中的表達(dá)水平，這些基因[如COX4I1、ATP合成酶亞單位β(ATP5B)、己糖激酶1(HK1)、AK3、蘋果酸脫氫酶2(MDH2)、MFN1等]主要與細(xì)胞呼吸、能量代謝和線粒體的形態(tài)變化有關(guān)[38]；此外，有研究者發(fā)現(xiàn)過量飼喂誘導(dǎo)線粒體相關(guān)基因的表達(dá)是鵝肥肝形成和發(fā)育所必須的[38]。以上研究表明，線粒體相關(guān)基因在鵝肥肝形成過程中確實起著重要的作用。

3.1 線粒體的能量合成促進(jìn)肝臟的脂肪沉積

眾所周知，線粒體是體內(nèi)細(xì)胞能量來源的生物反應(yīng)器，是細(xì)胞呼吸、氧化磷酸化和ATP合成的位點。研究發(fā)現(xiàn)，在60～89日齡試驗期，填飼組朗德鵝與正常組相比，線粒體外膜上與控制糖酵解代謝速率有關(guān)的蛋白己糖激酶1(HK1)、線粒體內(nèi)膜上與電子呼吸鏈有關(guān)的基因如COX4I1以及和ATP合成有關(guān)的MDH2和ATP5B等基因明顯上調(diào)，這些能量代謝相關(guān)基因的表達(dá)為鵝肥肝中脂肪的沉積提供了可能[8,38]。一方面，脂肪酸合成的原料是乙酰輔酶A，該原料的產(chǎn)生是一個需要消耗ATP和還原型輔酶Ⅱ(NADPH)的過程，線粒體ATP5B基因的上調(diào)和ATP合成酶的增加，為脂肪酸的原料合成提供了能量保障。另一方面，由于產(chǎn)生乙酰輔酶A的反應(yīng)發(fā)生在線粒體內(nèi)，而脂肪酸的合成在胞漿中進(jìn)行，需要通過檸檬酸-丙酮酸循環(huán)(citrate pyruvatecycle)來完成乙酰輔酶A的轉(zhuǎn)移。其中，線粒體基質(zhì)中的蘋果酸脫氫酶(MDH)是三羧酸循環(huán)的關(guān)鍵酶之一，催化蘋果酸形成草酰乙酸，乙酰輔酶A再通過檸檬酸合成酶與草酰乙酸反應(yīng)生產(chǎn)檸檬酸。在整個三羧酸循環(huán)過程中產(chǎn)生的NADH、黃素腺嘌呤二核苷酸(flavin adenine dinucleotide，F(xiàn)AD)又進(jìn)一步進(jìn)入到線粒體內(nèi)膜上的呼吸鏈中，參與電子的傳遞。與此相一致的是，鵝肥肝中涉及細(xì)胞呼吸/電子傳遞鏈的基因(如COX4I1)被誘導(dǎo)表達(dá)。另外，HK1基因也可以活化葡萄糖，為脂肪酸合成提供原料而促進(jìn)脂肪酸的合成。以上研究表明，線粒體相關(guān)基因表達(dá)水平升高引起的線粒體功能增強(qiáng)有助于鵝在填飼階段肝臟中脂肪酸的合成，進(jìn)而導(dǎo)致TG含量升高，促進(jìn)鵝肥肝的形成[8]。

3.2 線粒體的形態(tài)變化與脂肪肝的脂質(zhì)代謝

線粒體通過分裂和融合的協(xié)調(diào)循環(huán)維持其形狀、分布、大小和在細(xì)胞質(zhì)中的位置，這對許多細(xì)胞正常功能的行使至關(guān)重要[25,39]。有研究表明，在嚙齒類動物的正常肝臟中發(fā)現(xiàn)線粒體呈球狀或短棒狀、嵴邊緣清晰且排列整齊，形態(tài)結(jié)構(gòu)正常；而在患NAFLD的大鼠肝細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)線粒體大多呈腫脹狀、嵴缺失、外膜有破裂等線粒體形態(tài)異?，F(xiàn)象[40]。與此相一致的是，有試驗發(fā)現(xiàn)，過表達(dá)凋亡誘導(dǎo)激酶基因(DRAK2)會破壞小鼠肝細(xì)胞中線粒體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能，從而使高脂飲食(HFD)引起的非酒精性脂肪肝癥狀變得更為嚴(yán)重，在透射電鏡下觀察，也可見到肝臟中線粒體的嵴密度變得更加稀少，而抑制DRAK2的表達(dá)則出現(xiàn)相反的結(jié)果，這說明線粒體的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能變化與NAFLD的形成和發(fā)展密切相關(guān)[41]。

研究發(fā)現(xiàn)，NAFLD的發(fā)生涉及一些參與線粒體形態(tài)變化和融合裂變的基因(Drp1、Dnm2、MFF、Mfn、GDAP1)[25,38]等。比如，Mfn基因?qū)€粒體的融合具有重要意義，并參與線粒體關(guān)聯(lián)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜(mitochondria-associated endoplasmic reticulum membranes, MAMs)的形成[42-43]。融合基因編碼的MFN蛋白有2種異構(gòu)體：Mfn1和Mfn2，其中MFN2是一種線粒體膜蛋白, 位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(ER)膜中，形成ER-線粒體鏈接，在MAMs結(jié)構(gòu)中起物理連接作用[44]。越來越多的研究表明，MAMs是磷脂合成和運輸?shù)年P(guān)鍵位點，MFN2可以和磷脂酰絲氨酸(phosphatidylserine，PS)直接互作，并特異性地將PS提取到膜結(jié)構(gòu)域，介導(dǎo)PS在線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)之間的轉(zhuǎn)移[45-46]。有研究發(fā)現(xiàn)，在NASH患者和脂肪肝小鼠的肝臟中，Mfn2基因的表達(dá)水平均低于健康對照組的表達(dá)水平[46-47]。當(dāng)肝臟中Mfn2基因被特異性敲除(L-KO)后，小鼠會發(fā)生未折疊蛋白質(zhì)反應(yīng)(unfoldedprotein response，UPR)，導(dǎo)致脂質(zhì)代謝紊亂和嚴(yán)重的肝臟疾??；如果給L-KO小鼠靜脈注射腺病毒回補肝臟中Mfn2的表達(dá)，則小鼠肝臟和血漿中的促炎細(xì)胞因子水平可恢復(fù)至正常，這提示Mfn2在脂質(zhì)代謝中起關(guān)鍵作用，與NAFLD的形成密切相關(guān)[46]。不過，與之相反的是，有研究報道，鵝肥肝中Mfn基因的表達(dá)水平高于正常肝臟[38]，這種升高可能促進(jìn)了線粒體的融合，并可能通過ER-線粒體接觸轉(zhuǎn)移PS參與鵝脂肪肝的形成。但是，Mfn表達(dá)水平增加與鵝肥肝形成的直接聯(lián)系還有待進(jìn)一步探究。

3.3 線粒體氧化應(yīng)激對肝細(xì)胞脂肪變性的影響

氧化應(yīng)激是指機(jī)體內(nèi)氧化劑與抗氧化劑之間的失衡而造成的氧化狀態(tài)，與引起肝臟損傷的炎癥反應(yīng)和肝臟脂肪變性密切關(guān)聯(lián)，是脂肪肝炎、肝纖維化、肝硬化甚至肝癌等病癥形成的病理基礎(chǔ)。肝細(xì)胞中分布著大量的線粒體，而后者是ROS產(chǎn)生的主要部位，因此肝臟容易受到ROS的攻擊[31,48]。當(dāng)細(xì)胞處于氧化應(yīng)激時，過量的ROS會使細(xì)胞中的大分子如脂質(zhì)、DNA、糖類和蛋白質(zhì)受到不同程度的氧化修飾，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞正常結(jié)構(gòu)和功能的破壞，引起組織和器官的損傷[49]。另外，ROS可通過氧化還原機(jī)制激活核因子-κB(nuclear factor-kappa B，NF-κB)、絲裂原激活的蛋白激酶(MAPK)和Jun氨基末端激酶(JNK)等，并通過下游的信號通路促使多種促炎細(xì)胞因子[TNF-α、白細(xì)胞介素-6(IL-6)和白細(xì)胞介素-1β(IL-1β)]和炎性細(xì)胞因子的表達(dá)，放大炎癥反應(yīng)[50-52]。同時，氧自由基誘導(dǎo)免疫細(xì)胞產(chǎn)生的炎性因子、促纖維化細(xì)胞因子和趨化因子又反過來刺激ROS的產(chǎn)生，進(jìn)一步加劇炎癥反應(yīng)。這樣，兩者就形成了一個ROS與促炎細(xì)胞因子的正反饋通路，即氧化應(yīng)激加劇炎癥反應(yīng)，炎癥反應(yīng)又通過炎癥因子促進(jìn)ROS的生成，從而形成了一種惡性循環(huán)[53]。

在人類和小鼠NAFLD患者的肝細(xì)胞中，研究發(fā)現(xiàn)，存在大量的線粒體處于應(yīng)激狀態(tài)或出現(xiàn)功能障礙，并伴隨著炎性因子的增加和炎癥反應(yīng)的發(fā)生[40,54]。然而，與人類和小鼠NAFLD不同，鵝肥肝細(xì)胞中線粒體相關(guān)基因的表達(dá)是增加的，這意味著鵝肥肝中線粒體的功能是增強(qiáng)的[38]。同時也發(fā)現(xiàn)，相對于對照組，填飼鵝肥肝中腫瘤壞死因子和促炎癥因子(TNF-α)、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激(ERS)相關(guān)基因以及免疫/炎癥反應(yīng)相關(guān)的補體基因表達(dá)均受到抑制[15-16,21]。鑒于氧化應(yīng)激在炎癥發(fā)生中的關(guān)鍵作用，以及ROS的主要生成部位在線粒體，因此，鵝肥肝即使在嚴(yán)重脂肪變性時也不發(fā)生炎癥反應(yīng)，可能是由于鵝肥肝中有特殊的保護(hù)機(jī)制，使線粒體維持正常的功能，不會產(chǎn)生過多的ROS而引起氧化應(yīng)激所致。關(guān)于鵝肥肝中線粒體的功能和結(jié)構(gòu)是如何受到保護(hù)的，尚需深入研究加以闡明。

4 小結(jié)與展望

鵝肥肝作為一種高檔的保健食品，含有豐富的多不飽和脂肪酸、卵磷脂等營養(yǎng)物質(zhì)。作為生理性脂肪肝，即使在嚴(yán)重脂肪變性時也不發(fā)生炎癥、纖維化和其他病理癥狀，與人或小鼠等哺乳動物的NAFLD不同。這種不同提示鵝肥肝存在某種特殊的保護(hù)機(jī)制，揭示這種保護(hù)機(jī)制可能為改進(jìn)鵝肥肝生產(chǎn)提供新的思路，也可能為人和家養(yǎng)動物脂肪肝的防治提供參考。

線粒體是真核細(xì)胞的重要細(xì)胞器，在細(xì)胞物質(zhì)代謝特別是糖脂代謝、能量合成和氧化應(yīng)激(ROS生成)中起關(guān)鍵作用。哺乳動物的NAFLD與線粒體的結(jié)構(gòu)形態(tài)異常和功能障礙關(guān)聯(lián)，然而鵝肥肝的形成與線粒體功能的增強(qiáng)關(guān)聯(lián)，這種截然相反的情況提示鵝肥肝中線粒體功能的增強(qiáng)可能是鵝肥肝不發(fā)生炎癥等病理癥狀的重要原因。不過，鵝肥肝中線粒體的結(jié)構(gòu)形態(tài)不發(fā)生異常，功能反而增強(qiáng)的機(jī)制尚不清楚，有待深入研究。其中最值得研究的方向之一應(yīng)該是明晰鵝肥肝中抗氧化酶活性和抗氧化物含量是否升高，并闡明升高的相關(guān)機(jī)制。