中介素和脂聯(lián)素受體在非酒精性脂肪性肝病中的作用

李 芳 綜述,李昌平審校

(瀘州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院消化內(nèi)科,四川瀘州 646000）

非酒精性脂肪性肝病(nonalcoholic fatty liver disease,NAFLD)是一種無過量飲酒史,病變主體在肝小葉,以肝細(xì)胞彌漫性脂肪變性和脂肪貯積為主的臨床病理綜合征。事實上,NAFLD被認(rèn)為是代謝綜合征的肝臟表現(xiàn),屬胰島素抵抗(insu lin resistance,IR)相關(guān)癥候群。NAFLD與代謝綜合征之間的聯(lián)系已經(jīng)得到許多橫斷面及前瞻性研究的證實[1,2]。研究發(fā)現(xiàn),脂聯(lián)素(adiponectin,apM 1)及其受體影響糖、脂代謝;而中介素作為降鈣素/降鈣素基因相關(guān)肽(calcitonin gene related pep tide,CGRP)家族的新成員,其在內(nèi)分泌及代謝調(diào)控中也發(fā)揮重要作用。推測上述二者與NAFLD的發(fā)病有關(guān),故本文將上述二者與NAFLD的關(guān)系作一綜述。

1 脂聯(lián)素及其受體與NAFLD

脂聯(lián)素是一種具胰島素增敏作用的脂肪細(xì)胞因子,能影響機體對糖和脂肪的代謝,在肥胖相關(guān)代謝綜合征中發(fā)揮多種作用。生理劑量的脂聯(lián)素可降低細(xì)胞內(nèi)膽固醇酯的含量,血漿脂聯(lián)素濃度與總膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇(low density lipoprotein cho lestero l,LDL-C)和三酰甘油水平負(fù)相關(guān),與高密度脂蛋白膽固醇(high density lipop rotein cho lestero l,HDL-C)水平正相關(guān)。而NAFLD的特征是肝細(xì)胞彌漫性脂肪變性和脂肪貯積,故推測其在NAFLD的發(fā)病中發(fā)揮作用。

1.1 脂聯(lián)素及其受體的結(jié)構(gòu) 人脂聯(lián)素基因由apM1m RNA編碼,由3個外顯子和2個內(nèi)含子組成。脂聯(lián)素由一個羧基端球形結(jié)構(gòu)域、膠原樣纖維結(jié)構(gòu)域以及氨基端信號序列三部分組成。脂聯(lián)素單體只存在于脂肪細(xì)胞中,單體只有形成多聚體后才能被分泌至細(xì)胞外,發(fā)揮生物學(xué)活性。脂聯(lián)素可以組裝成不同的低聚異構(gòu)體,包括三聚體(低分子量),六聚體(中分子量)及更大分子量的低聚體[高分子量(high molecular w eight,HMW)][3]。在肝臟,HMW是主要的活性形式。HMW被認(rèn)為是減輕飲食誘導(dǎo)肥胖小鼠脂肪肝的強有力構(gòu)型,同時,其可以抑制肝細(xì)胞釋放載脂蛋白B和載脂蛋白E[4]。

脂聯(lián)素的作用需要與受體結(jié)合后才能實現(xiàn)。其受體有兩種形式,即脂聯(lián)素受體1(adiponec tin recep tor 1,AdipoR1)和AdipoR2。AdiopR1表達(dá)于骨骼肌中,AdiopR2主要在肝臟表達(dá)[5-6]。脂聯(lián)素與受體結(jié)合后,通過激活靶組織的腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)[7]及有絲分裂原激活蛋白激酶p38(p38 m itogen-activated protein kinase,p38M APK),引起下游信號分子的改變,使乙酰輔酶A羧化酶和過氧化物酶體增殖物激活受體α(peroxisome proliferatorsactivated receptorα,PPAR-α)磷酸化[8],發(fā)揮降糖、降脂、改善IR及抗炎等效應(yīng)。APPL1(adaptor protein,phosphotyrosineinteraction,PH domain and leucine zipper containing 1)是磷酸化酪氨酸結(jié)合結(jié)構(gòu)域和亮氨酸拉鏈基序的接頭蛋白,脂聯(lián)素可以增強APPL1與A dipoRs間的結(jié)合,APPL1和受體間的相互作用是激活下游AM PK途徑必不可少的,同時證實APPL1在代謝綜合征中也扮演重要角色[9-10]。

1.2 脂聯(lián)素與NAFLD的關(guān)系 研究發(fā)現(xiàn),NAFLD患者低脂聯(lián)素常伴隨明顯炎癥[11-12]。流行病學(xué)調(diào)查證實,低脂聯(lián)素血癥是NAFLD和肝功能障礙的獨立危險因素[13],并且是獨立于IR的非酒精性脂肪性肝炎(nonalcoh lic steatohepatitis,NASH)的特點。Choi等[14]發(fā)現(xiàn)脂聯(lián)素水平和炎癥介質(zhì)呈負(fù)相關(guān),而與抗炎性細(xì)胞因子正相關(guān)。同時NASH的發(fā)生與脂聯(lián)素受體也關(guān)系密切。Kotronen等[15]發(fā)現(xiàn) NASH組 AdipoR2的表達(dá)水平明顯高于對照組,且與肝臟炎癥損傷程度相關(guān),并提出可將其作為評價肝臟損傷嚴(yán)重程度的指標(biāo)。同時,Kotronen等[16]發(fā)現(xiàn)AdipoR2基因的遺傳變異性是促進(jìn)肝細(xì)胞脂肪變性的另一因素。由此可見脂聯(lián)素及其受體與NAFLD之間存在密切聯(lián)系。

肝臟脂肪酸氧化有兩個關(guān)鍵信號分子:AM PK和 PPAR-α。脂聯(lián)素與表達(dá)于肝臟的 AdipoR2結(jié)合后,一方面激活A(yù)M PK,使乙酰輔酶A羧化酶磷酸化而活性降低,下調(diào)丙酰輔酶A含量,使脂肪酸合成原料下降從而減少肝細(xì)胞脂肪沉積。Aw azawa等[17]也發(fā)現(xiàn)脂聯(lián)素能迅速通過AdipoR1/LKB1/AM PK途徑而產(chǎn)生抑制固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白(sterol regu latory element binding rrotein,SREBP)的表達(dá),這些蛋白質(zhì)主要影響脂肪酸合成酶,從而增加脂肪酸氧化,減少肝臟脂肪含量,由此可減弱對肝臟的“初次打擊”。另一方面,脂聯(lián)素與AdipoR2結(jié)合后提高PPAR-α共活化體水平,促進(jìn)三酰甘油(triglycerides,TG)水解;PPAR-α活化可抑制核轉(zhuǎn)錄因子κB(nuclear factorκB,NF-κB)信號通路,減少活性氧簇(reactive oxygen species,ROS)的產(chǎn)生,而ROS又參與氧化型低密度脂蛋白(oxidized low-density lipop rotein,OX-LDL)的形成,后者可激活NF-κB,故脂聯(lián)素可減少額外的 ROS生成,從而抑制氧化應(yīng)激。同時也有研究表明球形脂聯(lián)素通過OX-LDL抑制煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(磷酸)氧化酶[nicotinam ide adenine dinucleotide(phosphate)oxidase,NAD(P)H oxidase]活性,降低 p42/p44MAPK磷酸化,抑制超氧化物釋放,從而減少對肝臟的“二次打擊”,抑制NAFLD的發(fā)生發(fā)展。

在NAFLD病程中,肝纖維化是一重要轉(zhuǎn)折。劉煥兵等[18]發(fā)現(xiàn),血清脂聯(lián)素水平與透明質(zhì)酸及Ⅲ型前膠原(procollagentypeⅢ,PCⅢ)明顯負(fù)相關(guān),認(rèn)為脂聯(lián)素有一定的抗肝纖維化作用。炎癥細(xì)胞因子是肝臟炎癥、纖維化的重要介質(zhì)[19-20]。肝臟中促炎性細(xì)胞因子,如白細(xì)胞介素6(interleukin-6,IL-6)和腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)主要由Kupp fer細(xì)胞和肝星狀細(xì)胞(hepatic stellate cell,HSC)分泌[21]。TNF-α是受 NF-κB 調(diào)控的主要靶基因,也是參與“二次打擊”的重要炎癥因子,研究發(fā)現(xiàn)脂聯(lián)素可抑制TNF-α的表達(dá)與活化[22],脂聯(lián)素所致的促炎性細(xì)胞因子減少是由于其導(dǎo)致NF-κB向胞核內(nèi)的轉(zhuǎn)移減少。HSC的激活是肝纖維化的中心環(huán)節(jié),PPAR-γ是維持H SC靜息狀態(tài)的重要因子。PPAR-γ表達(dá)減少可降低機體對胰島素的敏感性,破壞HSC的靜息狀態(tài),抑制活化HSC的凋亡。HSC持續(xù)活化及促纖維化轉(zhuǎn)化生長因子-β(transform ing grow th factor-β,TGF-β1)表達(dá)上調(diào),可促進(jìn)肝纖維化形成。HSC上調(diào)adipoR1和adipoR2,通過抑制adipoR2的表達(dá)可以誘導(dǎo) TGF-β1的表達(dá),而adipoR2的高表達(dá)可減少 TGF-β1 m RNA 水平,而 TGF-β1是激活HSC,促進(jìn)肝纖維化,誘導(dǎo)凋亡的重要介質(zhì)。同時,脂聯(lián)素還可抑制血小板衍生生長因子(p latelet derived grow th factor,PDGF)刺激的H SC的增殖和遷移,維持 HSC的靜息狀態(tài),通過AM PK依賴途徑減少單核細(xì)胞化學(xué)吸引蛋白-1的分泌[23-25]。Kamada[26]等發(fā)現(xiàn)脂聯(lián)素表達(dá)缺乏還可能加速NASH模型大鼠肝臟腫瘤的形成。

2 中介素與NAFLD

腎上腺髓質(zhì)素(ad renomedu llin,ADM)是一種具有擴血管和利尿活性的多肽,該物質(zhì)分布廣泛,生物學(xué)作用多樣。中介素(intermedin,IMD)可以結(jié)合CGRP、ADM 受體以及受體活性修飾蛋白(receptor activity modifying protein,RAMP)復(fù)合體,推測中介素可能對研究體內(nèi)能量穩(wěn)態(tài)失衡所致的代謝性疾病(如NAFLD)具有重要病理生理學(xué)意義。

2.1 中介素的結(jié)構(gòu)及其受體 中介素又稱ADM 2,是降鈣素/CGRP/胰淀素家族的新成員。ADM和CGRP都具備分子內(nèi)二硫鍵連接6個氨基酸殘基形成的環(huán)狀結(jié)構(gòu),C末端均有酰胺化結(jié)構(gòu),而這兩種結(jié)構(gòu)在中介素成熟片段中同樣存在,推測此結(jié)構(gòu)對中介素發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)同樣重要。并且中介素也通過降鈣素受體樣受體(calcitonin recep tor-like recep tor,CRLR)/RAMP系統(tǒng)發(fā)揮效應(yīng)。RAMP具有 3種亞型 RAMP1、2、3。不同RAMP與CRLR結(jié)合,表現(xiàn)為對不同配體具有高親和力的受體表型。而中介素對CRLR/RAMP組成的受體的激活無選擇性,提示在理論上中介素生物學(xué)作用更強大。Bell等[27]發(fā)現(xiàn)心肌細(xì)胞應(yīng)激時,中介素比ADM更敏感,但同時,CRLR/RAMP1的強烈抑制劑并不能改變中介素降低半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(caspase)的能力[28],認(rèn)為中介素可能通過與CGRP受體家族不同的受體系統(tǒng)發(fā)揮作用[29]。已有報道稱在大鼠脊髓細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)不同的中介素受體[30]。以上說明中介素還可能存在于除CGRP受體家族之外的其他受體系統(tǒng),使其比AMD有更廣泛的作用。

2.2 中介素的作用 中介素參與多個系統(tǒng)的調(diào)節(jié),對維持機體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)起積極作用。目前中介素對心、腎的保護作用研究較多,并發(fā)現(xiàn)這一作用都與其調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)中介素可使腎組織炎癥細(xì)胞浸潤減輕,過氧化物生成減少,細(xì)胞間黏附分子(intercellular adhesionmolecu le-1,ICAM-1)表達(dá)減少,TGF-β水平降低。

2.3 中介素與NAFLD的關(guān)系 脂肪肝的發(fā)病機制復(fù)雜,但主要涉及肝細(xì)胞內(nèi)游離脂肪酸增多,氧化應(yīng)激、脂質(zhì)過氧化損傷和炎癥介質(zhì)相關(guān)性肝損傷。氧化應(yīng)激可通過形成活性氧,引起肝細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)、DNA和脂質(zhì)變性,促進(jìn)H SC活化,誘發(fā)肝纖維化。范小芳等[31]研究發(fā)現(xiàn)高脂組大鼠肝臟脂肪浸潤及肝功能受損,肝組織勻漿的中介素濃度顯著高于正常組;而循環(huán)血的中介素濃度較正常組無顯著變化,提示脂質(zhì)代謝紊亂時產(chǎn)生的氧化應(yīng)激、炎癥細(xì)胞因子(如IL、TNF等)對靶器官的損害起重要作用,故推測大鼠高脂血癥、脂肪肝病理過程中,中介素在肝臟組織濃度的增加可能與上述氧化應(yīng)激、炎癥細(xì)胞因子等因素有關(guān)。Morimoto等[32]提出腎上腺髓質(zhì)素2(ad renomedullin,AM 2)/中介素和AM可能以自分泌或旁分泌的方式在腎上腺皮質(zhì)腫瘤中發(fā)揮作用,并與腫瘤生長有關(guān)。局部組織中介素濃度升高的可能機制為應(yīng)激特異性調(diào)節(jié)多種轉(zhuǎn)錄因子表達(dá),如NF-κB的表達(dá)[33]。推測中介素啟動子可能存在這些因子的結(jié)合基序[34],在氧化應(yīng)激中上述轉(zhuǎn)錄因子與中介素啟動子相應(yīng)基序結(jié)合導(dǎo)致中介素表達(dá)增高。Li等[35]認(rèn)為肥胖患者脂肪組織ADM的增加是機體對抗代謝綜合征的一種保護性措施。陳斌等[36]采用中介素預(yù)處理大鼠腎缺血再灌注模型后,腎組織總超氧化物歧化酶(total superoxide dismutase,T-SOD)和過氧化氫酶(catalase,CAT)活性顯著增加,丙二醛(malondialdehyde,M DA)生成顯著減少,推測中介素可能通過清除自由基、減輕脂質(zhì)過氧化而改善腎缺血再灌注損傷。p38MAPK為NF-κB相關(guān)炎癥應(yīng)答所必須,而 NF-κB的一個靶基因CAM-1可招募炎癥細(xì)胞因子聚集導(dǎo)致組織損傷。Hagiw ara等[37]認(rèn)為中介素可抑制p38MAPK磷酸化、降低ICAM-1表達(dá)和炎癥細(xì)胞浸潤而防止腎組織受損。同時,Pearson[29]等認(rèn)為中介素能減少天冬氨酸特異性caspase活性。人動脈上皮細(xì)胞中介素的表達(dá)顯著依賴于代謝條件,對氧化應(yīng)激相當(dāng)敏感,且中介素本身具有抗凋亡活性。推測中介素在肝細(xì)胞脂肪變性過程中通過上述機制發(fā)揮保護作用。

綜上所述,脂聯(lián)素及其受體與中介素通過多種不同的機制在NAFLD的發(fā)展中發(fā)揮作用,這些作用機制共同之處在于抑制氧化應(yīng)激。NAFLD存在細(xì)胞內(nèi)游離脂肪酸、肝細(xì)胞細(xì)胞色素P450 2E1(cytochrome P450 2E1,CYP2E1)及肝內(nèi)游離鐵增多,這些因素使ROS大量產(chǎn)生,過多ROS可引發(fā)脂質(zhì)過氧化反應(yīng)導(dǎo)致脂肪肝發(fā)生炎癥、壞死和纖維化。總之,脂聯(lián)素與中介素可能從多種途徑調(diào)控NAFLD發(fā)病過程中的氧化應(yīng)激和脂質(zhì)過氧化,對該病的發(fā)生發(fā)展起重要作用。但其具體機制并未明晰,尚需進(jìn)一步研究。

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