非酒精性脂肪性肝病的研究進(jìn)展

張海峰(綜述)，薛明明(審校)

(內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，呼和浩特010110)

非酒精性脂肪性肝病(nonalcoholic fatty liver disease，NAFLD)是以患者雖然無(wú)過(guò)量飲酒史，但是肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞卻出現(xiàn)脂肪變性和脂肪堆積為病理特征的慢性肝臟疾?。?-3］。研究表明，大約 10%的NAFLD患者會(huì)發(fā)展為非酒精性脂肪性肝炎(nonalcoholci steatohepatitis，NASH)，而 這 些NASH患者中又約有20%在10 年內(nèi)發(fā)展為肝硬化［1，3-5］。據(jù)報(bào)道NAFLD在發(fā)達(dá)國(guó)家的發(fā)病率較高，其中成人發(fā)病率為30%、兒童發(fā)病率 13%［5］。目前雖然臨床上一些療法能夠改善肝臟功能學(xué)和組織學(xué)的一些參數(shù)指標(biāo)，但是關(guān)于NAFLD的確切治療方法還沒(méi)有建立。近年來(lái)，NASH已成為健康體檢人群肝酶學(xué)異常的常見(jiàn)原因，并成為肝硬化前期病變之一，因此對(duì)NAFLD的研究也越來(lái)越受到人們的重視［5］?，F(xiàn)對(duì)NAFLD的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 動(dòng)物模型

NASH 動(dòng)物模型有很多種，包括基因突變類，如db/db小鼠(一種Ⅱ型糖尿病模型小鼠)或ob/ob小鼠(一種肥胖小鼠);還有一類也是目前使用最多的高脂飲食造成的NASH模型［6-8］。研究表明，NASH的發(fā)病與飲食有很高的相關(guān)性［6］。給小鼠喂飼不同飼料可以使它們產(chǎn)生具有不同特點(diǎn)的NASH。如蛋氨酸膽堿缺乏(methionine and choline-deficient，MCD)飲食飼養(yǎng)周期短，成功率高，重復(fù)性好，缺點(diǎn)是在表型和發(fā)病機(jī)制上均不能模擬代謝綜合征相關(guān)NASH;而普通高脂飼料主要的病理特征和NASH患者很相似，缺點(diǎn)是飼養(yǎng)周期長(zhǎng)［2，9-13］。MCD飼料的成分包括蔗糖、玉米油、糊精、纖維素、多種蛋白、維生素、礦物質(zhì)元素以及高糖高脂(40%糖分，10%脂肪)，但缺少蛋氨酸和膽堿［13-15］。蛋氨酸和膽堿是肝細(xì)胞β氧化以及極低密度脂蛋白合成的重要因子。文獻(xiàn)報(bào)道，大鼠或小鼠喂養(yǎng)MCD飼料均會(huì)出現(xiàn)體質(zhì)量下降(造模10周體質(zhì)量下降高達(dá)40%)［5］。隨著體內(nèi)脂肪組織的減少，肝臟體積也同比例下降，因此肝質(zhì)量/體質(zhì)量的比值沒(méi)有增加［16-18］。MCD能很快引起嚙齒類脂肪性肝炎的發(fā)生。組織學(xué)分析顯示，進(jìn)食MCD飼料3 d后即出現(xiàn)肝臟炎癥反應(yīng)，1～2周后中央?yún)R管區(qū)出現(xiàn)嚴(yán)重的脂肪變性，2周后出現(xiàn)炎癥壞死，隨著造模的時(shí)間延長(zhǎng)開(kāi)始出現(xiàn)纖維化［19］。肝細(xì)胞炎性浸潤(rùn)包括淋巴細(xì)胞和白細(xì)胞浸潤(rùn)。由于肝內(nèi)脂質(zhì)氧化酶、細(xì)胞色素 P450(CYP)2E1、CYP4A10和 CYP4A14(mRNA、蛋白和活性)水平上調(diào)以及全身胰島素敏感造成血糖下降，造模3周后肝內(nèi)過(guò)氧化物水平升高［20］。

文獻(xiàn)報(bào)道，MCD飼料喂養(yǎng)嚙齒類動(dòng)物造模的嚴(yán)重程度與動(dòng)物品系和性別等有關(guān)，這也反映了NASH患者因個(gè)體差異出現(xiàn)的多種表型［3］。動(dòng)物模型是研究NASH相關(guān)的炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激及纖維化的一個(gè)很好的模型，但是不能反映NASH患者所有的病理特征。與脂肪肝患者的癥狀相反，MCD小鼠非常瘦弱，血清中三酰甘油水平較低，肝指數(shù)(肝質(zhì)量/體質(zhì)量)也有所下降，同時(shí)肝臟脂肪變性的組織學(xué)分布與NASH患者也不相同［21-23］。MCD動(dòng)物模型與人類NASH的最大不同就是代謝特點(diǎn)不同，即胰島素、瘦素和葡萄糖水平下降，血清脂聯(lián)素水平下降，動(dòng)物胰島素敏感。

2 發(fā)病機(jī)制

2.1 胰島素抵抗(insulin resistance，IR) IR可能是導(dǎo)致肝臟脂肪性變的關(guān)鍵因素之一［24］。IR是指胰島素的靶器官和組織對(duì)胰島素生物學(xué)效應(yīng)的反應(yīng)性降低或者消失所產(chǎn)生的一種臨床病理狀態(tài)，即正常的胰島素濃度不能發(fā)揮應(yīng)有的生物學(xué)效應(yīng)，通常表現(xiàn)為高胰島素血癥［25-26］。目前胰島素抗性不僅被認(rèn)為涉及到肝臟脂肪性變，更被認(rèn)為貫穿于多種代謝類綜合征中［25］。胰島素發(fā)揮作用主要與胰島素受體前濃度、受體及受體后濃度相關(guān)［26］。磷脂酰肌醇3-激酶是肝臟胰島素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中的主要通路。胰島素首先與位于細(xì)胞表面的胰島素受體結(jié)合并激活β-亞基的酪氨酸蛋白激酶，然后酪氨酸蛋白激酶使胰島素受體底物蛋白中特定的酪氨酸殘基發(fā)生磷酸化，磷酸化的胰島素受體底物能夠與特定結(jié)構(gòu)域的信號(hào)分子結(jié)合，從而活化細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中起關(guān)鍵作用的多個(gè)分子，最終調(diào)節(jié)細(xì)胞的代謝、生長(zhǎng)和分化［27］。而胰島素新信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路受損或減弱被認(rèn)為是導(dǎo)致IR的主要原因。NASH的形成和發(fā)展中涉及脂質(zhì)特別是三酰甘油的蓄積，而IR是導(dǎo)致肝細(xì)胞內(nèi)三酰甘油蓄積的重要致病因素［28］。一方面胰島素是調(diào)節(jié)血糖穩(wěn)定和促進(jìn)合成代謝的主要激素，能夠有效抑制脂肪分解，降低血液中游離脂肪酸(free fatty acid，F(xiàn)FA)濃度，而IR導(dǎo)致外周脂肪分解增加和血液中FFA增多，同時(shí)瘦素水平升高，瘦素也可以促進(jìn)外周脂肪組織分解釋放FFA，從而促使肝臟中攝取過(guò)多的FFA，引起血脂紊亂。另一方面高胰島素血癥導(dǎo)致糖降解加速，從而使脂肪酸合成過(guò)多，極低密度脂蛋白合成不足或者分泌減少，導(dǎo)致三酰甘油蓄積在肝細(xì)胞內(nèi)［27］。

2.2 過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體(peroxisome proliferator activated receptors，PPARs) PPARs是由配體激活的核轉(zhuǎn)錄因子，PPARs有 3 種亞型，分別為 PPARα、PPARβ/δ和PPARγ，均屬于核激素受體超家族成員，目前認(rèn)為PPARα在NASH的過(guò)程中發(fā)揮重要作用［29］。PPARα的轉(zhuǎn)錄激活依賴于與其相應(yīng)配體的結(jié)合。在肝臟中，PPARα通過(guò)調(diào)控脂肪酸氧化相關(guān)基因表達(dá)，調(diào)節(jié)肝臟中脂肪細(xì)胞分化、脂質(zhì)存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)運(yùn)和脂肪酸氧化［30］。目前人工合成的PPARα配體已用于治療高脂血癥。PPARα激動(dòng)劑通過(guò)活化磷酸腺苷激活的蛋白激酶促進(jìn)胰島素敏感的脂肪組織攝取和存儲(chǔ)FFA，同時(shí)抑制臟脂肪酸的合成［31］。而PPARα的轉(zhuǎn)錄受腫瘤壞死因子α的負(fù)反饋調(diào)節(jié)，文獻(xiàn)報(bào)道NASH患者血清腫瘤壞死因子α水平顯著增高，PPARα的表達(dá)則明顯受抑制［32］。PPARα缺乏會(huì)導(dǎo)致三酰甘油在肝臟的沉積，同時(shí)引起脂質(zhì)和碳水化合物的代謝紊亂。而PPARα的減少可導(dǎo)致與脂質(zhì)代謝相關(guān)的酶基因轉(zhuǎn)錄水平的降低，從而使脂肪酸氧化減少，加速脂質(zhì)在肝臟中的沉積，促進(jìn)NASH的發(fā)生發(fā)展［30］。

2.3 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是一種重要的細(xì)胞器，也是脂肪酸代謝的第一場(chǎng)所，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激網(wǎng)腔內(nèi)含有大量三酰甘油合成酶、脂酰輔酶A轉(zhuǎn)移酶等，參與脂肪酸代謝［33］。脂肪酸在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激代謝過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定量的活性氧類，這些活性氧類可以攻擊生物膜磷脂中的不飽和脂肪酸，形成脂質(zhì)過(guò)氧化物，誘發(fā)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激中會(huì)啟動(dòng)3條信號(hào)通路［34］:未折疊蛋白反應(yīng)(unfolded protein reaction，UPR)、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)超負(fù)荷反應(yīng)和固醇調(diào)節(jié)級(jí)聯(lián)反應(yīng)。①UPR最早發(fā)現(xiàn)于單細(xì)胞酵母中，其啟動(dòng)子是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的跨膜蛋白激酶1。在穩(wěn)態(tài)下，即肌醇蛋白1(inositol protein 1，Ire1)腔內(nèi)與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分子伴侶葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白78(glucose regulated protein 78，GRP78)結(jié)合，當(dāng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激出現(xiàn)時(shí)，大量未折疊蛋白和錯(cuò)誤蛋白聚集在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)，GRP78與Ire1分離，GRP78與錯(cuò)誤及未折疊蛋白結(jié)合，幫助其正確折疊，而 Ire1釋放激活，最終引發(fā)UPR。②調(diào)節(jié)蛋白翻譯速率，減少進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白總量。在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)主要通過(guò)3種內(nèi)質(zhì)網(wǎng)跨膜蛋白介導(dǎo)，即Ire1，活化轉(zhuǎn)錄因子6和雙鏈RNA依賴的蛋白激酶樣內(nèi)質(zhì)網(wǎng)激酶跨膜蛋白質(zhì)［35］。③固醇調(diào)節(jié)級(jí)聯(lián)反應(yīng)是由于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)表面合成的膽固醇損耗所致。激活后，固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白1c表達(dá)上調(diào)，增加脂肪酸合成酶的表達(dá)，脂肪酸合成異常增多，肝臟的脂質(zhì)代謝紊亂，引發(fā)肥胖和NASH［36］。

3 結(jié)語(yǔ)

NASH的發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，且未完全闡明。IR、各種受體間相互作用和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激等諸多因素通過(guò)氧應(yīng)激和脂質(zhì)過(guò)氧化損傷導(dǎo)致脂肪肝發(fā)生。炎癥反應(yīng)及纖維化形成誘發(fā)及加重NASH。隨著研究的進(jìn)一步深入，細(xì)胞凋亡、細(xì)胞因子、抵抗素、瘦素及PPAR-α等因素在NASH發(fā)病機(jī)制中的作用逐漸引起了人們的重視。重視NASH的發(fā)病機(jī)制研究對(duì)于NASH的預(yù)防和針對(duì)性治療具有十分的重要意義。

［1］Krawczyk M，Bonfrate L，Portincasa P.Nonalcoholic fatty liver disease［J］.Best Pract Res Clin Gastroenterol，2010，24(5):695-708.

［2］George J，Pera N，Phung N，et al.Lipid peroxidation，stellate cell activation and hepatic fibrogenesis in a rat model of chronic steatohepatitis［J］.J Hepatol，2003，39(5):756-764.

［3］Mansour GF，Vahhabi MM，Joukar F，et al.Noninvasive evaluation of nonalcoholic steatohepatitis(NASH)［J］.Caspian J Inter Med，2013，4(4):797-798.

［4］劉偉，馬東林，劉文文，等.過(guò)表達(dá)apoA-I對(duì)小鼠非酒精性脂肪性肝炎作用的研究［J］.中國(guó)組織化學(xué)與細(xì)胞化學(xué)志，2013，4(22):110-114.

［5］Nakamura A，Terauchi Y.Lessons from mouse models of high-fat diet-induced NAFLD［J］.Int J Mol Sci，2013，14(11):21240-21257.

［6］Winzell MS，Ahren B.The high-fat diet-fed mouse:a model for studying mechanisms and treatment of impaired glucose tolerance and type 2 diabetes［J］.Diabetes，2004，3(Suppl):215-219.

［7］Kammoun HL，Chabanon H，Hainault I，et al.GRP78 expression inhibits insulin and ER stress-induced SREBP-1c activation and reduces hepatic steatosis in mice［J］.J Clin Invest，2009，119(5):1201-1215.

［8］Grote CW，Groover AL，Ryals JM，et al.Peripheral nervous system insulin resistance in ob/ob mice［J］.Acta Neuropathol Commun，2013，1(1):15-17.

［9］Kroemer G，Galluzzi L，Brenner C.Mitochondrial membrane perme abilization in cell death［J］.Physiol Rev，2007，87(1):99-163.

［10］Stewart JH，Nguyen D，Chen GA，et al.Induction of apoptosis in malignant pleural mesothelioma cells by activation of the Fas(Apo-1/CD95)death signal pathway［J］.J Thorac Cardiovasc Surg，2002，123(2):295-302.

［11］Ratziu V，Bonyhay L，Di Martino V，et al.Survival，liver failure，and hepatocellular carcinoma in obesity-related cryptogenic cirrhosis［J］.Hepatology，2002，35(6):1485-1493.

［12］Mbye LH，Sullivan PG，Springer JE，et al.Attenuation of acute mitochondrial dysfunction after traumatic brain injury in mice by NIM811，a non-immunosuppressive cyclosporin A analog［J］.Exp Neurol，2008，209(1):243-253.

［13］Waldmeier PC，F(xiàn)eldtrauer JJ，Qian T，et al.Inhibition of the mitochondrial permeability transition by the nonimmunosuppressive cyclosporin derivative NIM811［J］.Mol Pharmacol，2002，62(1):22-29.

［14］Hunter DR，Haworth RA，Southard JH.Relationship between configuration，function，and permeability in calcium-treated mitochondria［J］.J Biol Chem，1976，251(16):5069-5077.

［15］Zhuge J，Cederbaum AI.Inhibition of the mitochondrial permeability transition by cyclosporin A prevents pyrazole plus lipopolysaccharide-induced liver injury in mice［J］.Free Radic Biol Med，2009，46(3):406-413.

［16］Schattenberg JM，Singh R，Wang Y，et al.JNK1 but not JNK2 promotes the development of steatohepatitis in mice［J］.Hepatology，2006，43(1):163-172.

［17］Ariyama Y，Tanaka Y，Shimizu H，et al.The role of CHOP messenger RNA expression in the link between oxidative stress and apoptosis［J］.Metabolism，2008，57(12):1625-1635.

［18］Thorp E，Li G，Seimon TA，et al.Reduced apoptosis and plaque necrosis in advanced atherosclerotic lesions of Apoe－/－and Ldlr－/－mice lacking CHOP［J］.Cell Metab，2009，9(5):474-481.

［19］Rinella ME，Elias MS，Smolak RR，et al.Mechanisms of hepatic steatosis in mice fed a lipogenic methionine choline-deficient diet［J］.J Lipid Res，2008，49(5):1068-1076.

［20］Penna F，Reffo P，Muzio G，et al.Mechanisms of clofibrate-induced apoptosis in Yoshida AH-130 hepatoma cells［J］.Biochem Pharmacol，2009，77(2):169-176.

［21］Fischer U，Janicke RU，Schulze-Osthoff K.Many cuts to ruin:a comprehensive update of caspase substrates［J］.Cell Death Differ，2003，10(1):76-100.

［22］Kobayashi M，Takeyoshi I，Yoshinari D，et al.The role of mitogenactivated protein kinases and the participation of intestinal congestion in total hepatic ischemia-reperfusion injury［J］.Hepatogastroenterology，2006，53(68):243-248.

［23］Kumar S，Boehm J，Lee JC.p38 MAP Kinases:key signaling molecules as therapeutic targets for inflammatory diseases［J］.Nat Rev Drug Discov，2003，2(9):717-725.

［24］Jornayvaz FR，Samuel VT，Shulman GI.The role of muscle insulin resistance in the pathogenesis of atherogenic dyslipidemia and nonalcoholic fatty liver disease associated with the metabolic syndrome［J］.Annu Rev Nutr，2010，30(8):273-290.

［25］Daugas E，Susin SA，Zamzami N，et al.Mitochondrio-nuclear translocation of AIF in apoptosis and necrosis［J］.FASEB J，2000，14(5):729-739.

［26］Hou Y，Ghosh P，Wan R，et al.Permeability transition pore-mediated mitochondrial superoxide flashes mediate an early inhibitory effect of amyloid beta1-42 on neural progenitor cell proliferation［J］.Neurobiol Aging，2014，35(5):975-989.

［27］Takei Y.Treatment of non-alcoholic fatty liver disease［J］.J Gastroenterol Hepatol，2013，4(1):79-80.

［28］Deivanayagam S，Mohammed BS，Vitola BE，et al.Nonalcoholic fatty liver disease is associated with hepatic and skeletal muscle insulin resistance in overweight adolescents［J］.Am J Clin Nutr，2008，88(2):257-262.

［29］張艷.非酒精性脂肪性肝病的發(fā)病機(jī)制及其相關(guān)基因研究進(jìn)展［J］.實(shí)用肝臟病學(xué)雜志，2013，4(1):375-377.

［30］Rew JW，Noetel A，Hardt A，et al.Pro12Ala polymorphism of the peroxisome proliferator-activated receptor gamma2 in patients with fatty liver disease［J］.World J Gastroenterol，2010，16(46):5830-5837.

［31］Browning JD，Horton JD.Molecular mediators of hepatic steatosis and liver injury［J］.J Clin Invest，2004，114(2):147-152.

［32］Svegliati-Baroni G，Candelaresi C，Saccomanno S，et al.A model of insulin resistance and nonalcoholic steatohepatitis in rats:role of peroxisome proliferator-activated receptor-alpha and n-3 polyunsaturated fatty acid treatment on liver injury［J］.Am J Pathol，2006，169(3):846-860.

［33］Rutkowski DT，Kaufman RJ.A trip to the ER:coping with stress［J］.Trends Cell Biol，2004，14(1):18-20.

［34］Ron D，Walter P.Signal integration in the endoplasmic reticulum unfolded protein response［J］.Nat Rev Mol Cell Biol，2007，8(7):519-529.

［35］刁青.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激在肝臟疾病發(fā)病機(jī)制中的作用［J］.國(guó)際內(nèi)科學(xué)雜志，2009，11(1):655-671.

［36］Wada T，Miyashita Y，Sasaki M，et al.Eplerenone ameliorates the phenotypes of metabolic syndrome with NASH in liver-specific SREBP-1c Tg mice fed high-fat and high-fructose diet［J］.Am J Physiol Endocrinol Metab，2013，305(11):1415-1425.