法尼醇X受體、膽汁酸鹽輸出泵與膽汁淤積性疾病發(fā)病研究進(jìn)展*

尚振中趙 雷張 煜（廣西中醫(yī)藥大學(xué)20碩士研究生南寧50022；2華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院湖北武漢40022；廣西中醫(yī)藥大學(xué)南寧50022）

●綜述與進(jìn)展●

法尼醇X受體、膽汁酸鹽輸出泵與膽汁淤積性疾病發(fā)病研究進(jìn)展*

尚振中1趙 雷2#張 煜3
（1廣西中醫(yī)藥大學(xué)2013碩士研究生南寧530022；2華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院湖北武漢430022；3廣西中醫(yī)藥大學(xué)南寧530022）

膽汁淤積性疾病；法尼醇X受體；膽汁酸鹽輸出泵；研究進(jìn)展

膽汁淤積（Cholestasis）是指多種原因引起膽汁分泌不暢或排泄障礙，不能正常流入十二指腸所導(dǎo)致的一系列繼發(fā)病變。由于致病因素多樣且內(nèi)外因素交互影響，膽汁淤積的具體發(fā)病機(jī)制尚未完全清楚，但主要與膽汁分泌調(diào)節(jié)異常、膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白表達(dá)量減少或活性下降，膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)量降低、肝細(xì)胞膜脂質(zhì)成分改變影響膜的流動性；Na+/K+-ATP酶活性降低抑制對膽汁酸攝取等因素密切相關(guān)。膽汁正常代謝需要肝臟及膽囊的所有結(jié)構(gòu)和功能具有完整性，其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)的缺失都有可能引起膽汁循環(huán)障礙，進(jìn)而形成膽汁淤積，導(dǎo)致膽汁中膽汁酸鹽等毒性物質(zhì)潴留，引起不同程度的細(xì)胞損傷，釋放細(xì)胞因子和炎癥介質(zhì)，誘發(fā)膽道系統(tǒng)的炎癥反應(yīng)和肝纖維化，最終可能導(dǎo)致肝硬化［1～2］。因此，維持膽汁的正常生成與轉(zhuǎn)運(yùn)是極為重要的。近年來研究發(fā)現(xiàn)，法尼醇X受體（Farnesoid X Receptor，F(xiàn)XR）及下游膽汁酸鹽輸出泵（Bile Salt Export Pump，BSEP）在膽汁代謝、轉(zhuǎn)運(yùn)過程中發(fā)揮著關(guān)鍵的作用，其功能的正常發(fā)揮與膽汁淤積的發(fā)生緊密相關(guān)。

1FXR的生物學(xué)特性

FXR是一種膽汁酸受體，主要表達(dá)于肝臟、腎臟和小腸等組織，因其可以被生理水平的法尼醇激活而得名。FXR最初是通過核受體DNA引物對大鼠肝臟cDNA文庫進(jìn)行篩選而發(fā)現(xiàn)的。FXR為配體依賴的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，屬于核受體超家族，具有典型的核受體結(jié)構(gòu)：包括氨基末端高度保守的DNA結(jié)合區(qū)（DBD）、配體非依賴性轉(zhuǎn)錄激活功能區(qū)（AF-1）、羧基末端配體結(jié)合區(qū)（LBD）及配體依賴性功能區(qū)（AF-2）［3］。目前研究證實(shí)，F(xiàn)XR在膽汁酸代謝中處于關(guān)鍵地位。在被膽汁酸激活后，F(xiàn)XR介導(dǎo)多種抑制通路，呈網(wǎng)絡(luò)狀調(diào)節(jié)膽汁代謝，表現(xiàn)為通過調(diào)控下游靶基因及相關(guān)信號分子對膽汁酸的合成、分泌、解毒和轉(zhuǎn)運(yùn)等方面產(chǎn)生影響［4］：（1）膽汁酸合成方面，膽固醇7α-羥化酶（Cholesterol 7alpha-hydroxylase，CYP7A1）是合成膽汁酸的限速酶，F(xiàn)XR并不能直接抑制CYP7A1的轉(zhuǎn)錄，而是通過小異源二聚體伴侶（Small Heterodimer Partner，SHP）來實(shí)現(xiàn)。FXR被激活后刺激SHP表達(dá)，SHP與肝受體同源物-1（Liver Receptor Homologue-1，LRH-1）形成抑制性復(fù)合物，LRH-1是CYP7A1的啟動子結(jié)合因子，SHP與LRH-1形成無活性異二聚體復(fù)合物，從而阻斷CYP7A1轉(zhuǎn)錄，抑制膽汁酸合成［5～6］；（2）降低膽汁酸毒性方面，尿苷二磷酸葡萄糖醛酸基轉(zhuǎn)移酶（UDP-glucuronosyltransferase，UGT）受到FXR活化的影響，參與膽汁酸解毒并將信號進(jìn)一步下傳，較少受到其他信號的干擾［7］；（3）膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)方面：BSEP主要受到FXR調(diào)控，激動后可將膽汁成分轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入毛細(xì)膽管。

2 BSEP的生物學(xué)特性

早在20世紀(jì)九十年代，Chids等［8］通過多耐藥基因的探針序列從豬肝中克隆出部分BSEP基因，最初認(rèn)為是P-糖蛋白的類似物而被命名為P-糖蛋白姐妹體（Sister P-glvcoprotein，SPGP），隨后從大鼠肝臟中克隆出全長cDNA。BSEP基因位于人類第2條染色體長臂上2q24～31，根據(jù)目前的ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因命名法則，將人類該種基因命名為ABCB11，鼠類則命名為Abcb11［9～10］。ABCB11編碼產(chǎn)生的蛋白即為BSEP，相對分子量為160 kDa，屬于ATP結(jié)合盒超家族β亞族。典型的ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白由2個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域（TMD）和2個(gè)核苷結(jié)合結(jié)構(gòu)域（NBD）組成，不同的ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白編碼結(jié)構(gòu)域的基因有不同變化。BSEP定位于肝細(xì)胞膽小管側(cè)膜，起始端在胞漿區(qū)，2個(gè)NBD負(fù)責(zé)ATP的結(jié)合與水解，提供轉(zhuǎn)運(yùn)能量。由于BSEP具有底物特異性及和膽汁酸鹽的高親和性，在與膽汁酸結(jié)合后，借助水解ATP的能量，將膽汁酸鹽逆濃度梯度轉(zhuǎn)運(yùn)至膽小管中。形成的膽汁酸鹽流成為膽汁酸排泄的主要驅(qū)動力。BSEP也因此被認(rèn)為是肝臟中最主要的ATP依賴型膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)載體。

BSEP蛋白表達(dá)異常首先發(fā)現(xiàn)于進(jìn)行性家族性肝內(nèi)膽汁淤積2型（Progressive Familial Intrahepatic CholestasisⅡ，PFIC-2），采集標(biāo)本檢測后發(fā)現(xiàn)該類患者均表現(xiàn)出BSEP轉(zhuǎn)運(yùn)膽汁酸功能的缺失以及膽汁酸濃度下降，甚至低于正常水平的1％［11］。亦早有研究表明在內(nèi)毒素誘導(dǎo)肝內(nèi)膽汁淤積的大鼠模型中，BSEP基因的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)水平明顯下降，低于正常對照組［12］。Hagenbuch等［13］通過體外轉(zhuǎn)染證實(shí)，將BSEP基因轉(zhuǎn)染至Sf-9昆蟲細(xì)胞后，Sf-9轉(zhuǎn)運(yùn)?；撬峤M高于未轉(zhuǎn)染細(xì)胞組。由此可見，BSEP的表達(dá)和功能變化可直接引起膽汁酸鹽的分泌排泄發(fā)生變化，其功能的發(fā)揮對維持膽汁酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)及腸肝循環(huán)等生理功能具有重要作用。因此，BSEP蛋白表達(dá)和功能異常被認(rèn)為是臨床上多種膽汁淤積性疾病發(fā)病的根本原因［14］。但BSEP轉(zhuǎn)運(yùn)的具體機(jī)制，究竟是直接從高爾基體到膽小管基底膜，還是間接地通過基底側(cè)膜再到基底膜，尚未完全清楚［15］。

3 FXR對于BSEP的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)

FXR對于BSEP的激活轉(zhuǎn)錄有著重要影響。研究顯示，在BSEP基因啟動子-63/-50結(jié)合區(qū)具有倒置重復(fù)（In-verted Repeat，IR）-1元件，該元件具有FXR結(jié)合位點(diǎn)，可直接與FXR結(jié)合［16］。FXR活化后，與視黃醇類X受體（Retinoid X Receptor，RXR）形成FXR/RXR異二聚體，直接結(jié)合并激活BSEP基因的啟動子，促進(jìn)BSEP的轉(zhuǎn)錄合成，進(jìn)而轉(zhuǎn)運(yùn)膽汁酸鹽［17］。使用FXR激動劑GW4064，可以誘導(dǎo)BSEP的mRNA及蛋白表達(dá)，降低膽汁淤積中肝細(xì)胞攝取膽鹽，促進(jìn)膽汁恢復(fù)流動［18～19］。而使用FXR抑制劑，BSEP的表達(dá)水平則顯著下降。Deng等［20］通過研究發(fā)現(xiàn)，人正常原代肝細(xì)胞在給予Guggulsterone抑制FXR造模后，單純造模組BSEP 的mRNA表達(dá)量要低于用鵝去氧膽酸（Chenodeoxycholic Acid，CDCA）刺激空白細(xì)胞對照組，同時(shí)也低于造模組協(xié)同給予CDCA治療組mRNA的表達(dá)。Sinal等［21］對基因敲除FXR的大鼠模型研究揭示，BSEP表達(dá)水平顯著降低，大鼠血液中膽汁酸、甘油三酯等含量上升。Ananthanarayanan等［22］發(fā)現(xiàn)，通過對基因敲除FXR的大鼠給予高膽固醇飲食后，其患膽結(jié)石的發(fā)病率要高于正常對照組，并推測可能是由于大鼠體內(nèi)FXR沉默，BSEP和MDR3蛋白表達(dá)量降低，膽汁酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)減少而引起。這些研究表明FXR對BSEP的轉(zhuǎn)錄和調(diào)節(jié)有直接的影響并成正相關(guān)。然而也有報(bào)道顯示，在通過手術(shù)方法造成大鼠梗阻性黃疸的研究中，F(xiàn)XR與 BSEP蛋白表達(dá)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，F(xiàn)XR并沒有因總膽汁酸水平的升高和膽鹽超載而上調(diào)BSEP表達(dá)，反而呈負(fù)相關(guān)，下調(diào)表達(dá)量。據(jù)推測原因可能是內(nèi)毒素下調(diào)了BSEP的表達(dá)［22～23］。

4ABCB11基因變異及BSEP蛋白表達(dá)異常與膽汁淤積性疾病

目前研究已表明，ABCB11基因變異及編碼的BSEP蛋白表達(dá)和功能異常至少與以下幾種膽汁淤積性疾病密切相關(guān)：進(jìn)行性家族性肝內(nèi)膽汁淤積2型（PFIC-2），良性周期性肝內(nèi)膽汁淤積2型（Benign Recurrent Intrahepatic CholestasisⅡ，BRIC-2），妊娠期肝內(nèi)膽汁淤積（Intrahepatic Cholestasis of Pregnancy，ICP），藥物性肝損傷（Drug-induced Liver Injury，DILI）等［24］。通過對PFIC2、BRIC2、ICP三種疾病比較發(fā)現(xiàn)，ABCB11基因突變引起的臨床癥狀嚴(yán)重程度往往與細(xì)胞表面上表達(dá)的BSEP量呈負(fù)相關(guān)［25］。

4.1PFIC-2是一種常染色體隱性遺傳病多發(fā)于新生兒期，表現(xiàn)為皮膚瘙癢、黃疸、進(jìn)行性肝膽汁分泌障礙等。肝臟病理改變明顯，肝小葉正常結(jié)構(gòu)被破壞，肝細(xì)胞內(nèi)膽汁淤積并伴有炎性反應(yīng)。PFIC-2是進(jìn)行性家族性肝內(nèi)膽汁淤積中較為嚴(yán)重的一種分型，病情進(jìn)展較快，短時(shí)間內(nèi)可引起肝硬化甚至肝衰竭。現(xiàn)已確定其主要機(jī)制為ABCB11基因突變（主要為無效突變，其余多為復(fù)合錯(cuò)義突變），致使BSEP蛋白表達(dá)和功能的缺失［26～27］。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，引入錯(cuò)義突變的鼠Abcb11基因，可以導(dǎo)致毛細(xì)膽管表面功能性蛋白缺失［28］，對MDCK、HEK293、HepG2不同細(xì)胞株引入ABCB11變異基因，BSEP很少或不在這些細(xì)胞表面表達(dá)［24、29］。

4.2BRIC-2與PFIC-2之間有著密切聯(lián)系BRIC-2也是一種常染色體隱性遺傳病，表現(xiàn)也以黃疸和瘙癢反復(fù)發(fā)作為主。肝臟病理學(xué)顯示肝細(xì)胞內(nèi)膽汁淤積，但不伴有或有較輕程度的肝細(xì)胞結(jié)構(gòu)破壞。BRIC-2以錯(cuò)義突變?yōu)橹?，多發(fā)生在含Walker A/B基序和ABC標(biāo)記的核苷結(jié)合折疊（NBFs），其編碼的蛋白質(zhì)仍可行使部分功能［30］。因此BRIC2患者可見到肝功能指標(biāo)正常，病情較為穩(wěn)定，區(qū)別于PFIC2。

4.3ICP是妊娠中、晚期特有的并發(fā)癥臨床上以皮膚瘙癢和膽汁酸不同程度的升高為特征，主要危害胎兒，使圍生兒發(fā)病率和死亡率增高。目前其發(fā)病的具體機(jī)制尚未完全明確。主要認(rèn)為包括遺傳性因素和非遺傳性因素兩個(gè)方面。Ho等［31］通過將ICP患者的ABCB11基因進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，ABCB11是ICP高度易感基因，并ABCB11基因中V444A多態(tài)性在ICP患者中存在較高的出現(xiàn)頻率。而非遺傳性因素即為由于藥物或者疾病等因素引起的對ABCB11基因不同程度的調(diào)節(jié)作用，如FXR抑制劑Guggulsterones、環(huán)孢素A等，但其詳細(xì)的作用機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。

由于基因突變是多種原因相互作用的結(jié)果，目前對于上述疾病只了解到其發(fā)病的關(guān)鍵在于ABCB11基因發(fā)生突變，涉及多個(gè)基因位點(diǎn)。至于究竟是何種原因引起，不同膽汁淤積性疾病是否對應(yīng)特定的基因位點(diǎn)，在治療及預(yù)防方面有哪些確切有效的手段，仍需深入探索和發(fā)現(xiàn)。

5討論

膽汁淤積性疾病是一個(gè)涉及膽汁酸合成、解毒以及轉(zhuǎn)運(yùn)等復(fù)雜機(jī)制的受損過程，是多種致病因素長期作用的結(jié)果。雖然BSEP在膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)中發(fā)揮著重要作用，是膽汁酸正常代謝中不可缺少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，但FXR、BSEP缺陷和功能失常只是導(dǎo)致膽汁淤積的部分原因，要想徹底闡明整個(gè)發(fā)病過程，還需要結(jié)合其他致病因子的病理作用并對膽汁酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)功能進(jìn)行全面、深入的了解。現(xiàn)已初步知曉BSEP在肝細(xì)胞內(nèi)還受到泛素質(zhì)化、磷酸化等作用進(jìn)行修飾調(diào)節(jié)，但相關(guān)機(jī)制仍有待進(jìn)一步深入研究。相信在不久的將來，人們將會逐步完善膽汁淤積與FXR、BSEP之間的認(rèn)識，為臨床治療膽汁淤積性疾病開創(chuàng)新思路。

［1］Heathcote EJ.Diagnosis and management of cholestatic liver disease ［J］.Clin Gastroenterol Hepatol，2007，5（7）：776-782

［2］Cuperus FJ，Claudel T，Gautherot J，et al.The role of canalicular ABC transporters in cholestasis［J］.Drug Metab Dispos，2014，42（4）：546-560

［3］Chawla A，Repa JJ，Evans RM，et al.Nuclear receptors and lipid physiology：openingtheX-files［J］.Science，2001，294（5548）：1866-1870

［4］ChenY，SongX，ValanejadL，etal.Bilesaltexportpumpis dysregulated with altered farnesoid X receptor isoform expression in patients with hepatocellular carcinoma［J］.Hepatology，2013，57（4）：1530-1541

［5］Deuschle U，Birkel M，Hambruch E，et al.The nuclear bile acid receptor FXR controls the liver derived tumor suppressor histidine-rich glycoprotein［J］.Int J Cancer，2015，136（11）：2693-2704

［6］Mencarelli A，F(xiàn)iorucci S.FXR an emerging therapeutic target for the treatment of atherosclerosis［J］.J Cell Mol Med，2010，14（1-2）：79-92

［7］Zollner G，Trauner M.Nuclear receptors as therapeutic targets in cholestatic liver diseases［J］.Br J Pharmacol，2009，156（1）：-27

［8］Chids S，Yeh RL，Georges E，et al.Identification of a sister gene to P-glycoprotein［J］.Cancer Res，1995，55（10）：2029-2034

［9］Kubitz R，Droge C，Stindt J，et al.The bile salt export pump（BSEP）in health and disease［J］.Clin Res Hepatol Gastroenterol，2012，36（6）：536-553

［10］Oude Elferink RP，Paulusma CC.Function and pathophysiological importance of ABCB4（MDR3 P-glycoprotein）［J］.Pflugers Arch，2007，453（5）：601-610

［11］Strautnieks SS，Kagalwalla AF，Tanner MS，et al.Identification of a locus for progressive familial intrahepatic cholestasis PFIC2 on chromosome 2q24［J］.Am J Hum Genet，1997，61（3）：630-633

［12］Vos TA，Hooiveld GJ，Koning H，et al.Up-regulation of the multidrug resistance genes，Mrp1and Mdr1b，and down-regulation of the organic anion transporter，Mrp2，and the bile salt transporter，Spgp，in endotoxemic rat liver［J］.Hepatology，1998，28（6）：1637-1644

［13］HagenbuchB，AdlerID，SchmidTE.Molecularcloningand functional characterization of the mouse organic-anion-transporting polypeptide 1（Oatp1）and mapping of the gene to chromosome X［J］. Biochem J，2000，345（1）：115-120

［14］Hayashi H，Sugiyama Y.Bile salt export pump（BSEP/ABCB11）：trafficking and sorting disturbances［J］.Curr Mol Pharmacol，2013，6 （2）：95-103

［15］Kipp H，Arias IM.Newly synthesized canalicular ABC transporters are directly targeted from the Golgi to the hepatocyte apical domain in rat liver［J］.J Biol Chem，2000，275（21）：15917-15925

［16］Huang L，Zhao A，Lew JL，et al.Farnesoid X receptor activates transcription of the phospholipid pump MDR3［J］.J Biol Chem，2003，278（51）：51085-51090

［17］Lee FY，Lee H，Hubbert ML，et al.FXR，a multipurpose nuclear receptor［J］.Trends Biochem Sci，2006，31（10）：572-580

［18］Wang YD，Chen WD，Huang W.FXR，a target for different diseases ［J］.Histol Histopathol，2008，23（5）：621-627

［19］Plass JR，Mol O，Heegsma J，et al.Farnesoid X receptor and bile acids are involved in transcriptional regulation of the gene encoding the human bile salt export pump［J］.Hepatology，2002，35（3）：589-596

［20］DengR，YangD，RadkeA，etal.Thehypolipidemicagent guggulsterone regulates the expression of human bile salt export pump：dominanceoftransactivationoverfarsenoidX receptor-mediated antagonism［J］.J Pharmacol Exp Ther，2007，320（3）：1153-1162

［21］Sinal CJ，Tohkin M，Miyata M，et al.Targeted disruption of the nuclear receptor FXR/BAR impairs bile acid and lipid homeostasis ［J］.Cell，2000，102（6）：731-744

［22］AnanthanarayananM，BalasubramanianN，MakishimaM，etal. Human bile salt export promoter is transactivated by the farnesoid X receptor/bileacidreceptor［J］.JBiolChem，2001，276（31）：28857-28865

［23］葉少華，芮景，程東水.FXR和BSEP在阻塞性黃疸大鼠肝細(xì)胞中的表達(dá)及其意義［J］.吉林大學(xué)學(xué)報(bào)（醫(yī)學(xué)版），2013，39（1）：56-59

［24］Ye SH，Rui J，Cheng DS.Expression of FXR and BSEP in liver cells of rats with obstructive jaundice and their significance［J］.Journal of Jilin University（Medicine Edition），2013，39（1）：56-59

［25］Lam P，Pearson CL，Soroka CJ，et al.Levels of plasma membrane expression in progressive and benign mutations of the bile salt export pump（Bsep/Abcb11）correlate with severity of cholestatic diseases ［J］.Am J Physiol Cell Physiol，2007，293（5）：1709-1716

［26］Lam P，Soroka CJ，Boyer JL.The bile salt export pump：clinical and experimental aspects of genetic and acquired cholestatic liver disease ［J］.Semin Liver Dis，2010，30（2）：125-133

［27］Stieger B，Meier Y，Meier PJ.The bile salt export pump［J］.Pflugers Arch，2007，453（5）：611-620

［28］Davit-Spraul A，F(xiàn)abre M，Branchereau S，et al.ATP8B1 and ABCB11 analysis in 62 children with normal gamma-glutamyl transferase progressive familial intrahepatic cholestasis（PFIC）：phenotypic differences between PFIC1 and PFIC2 and natural history［J］. Hepatology，2010，51（5）：1645-1655

［29］Kagawa T，Watanabe N，Mochizuki K，et al.Phenotypic differences in PFIC2 and BRIC2 correlate with protein stability of mutant Bsep an in MDCK II cells［J］.Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol，2008，294（1）：G58-G67

［30］Hermeziu B，Sanlaville D，Girard M，et al.Heterozygous bile salt export pump deficiency：a possible genetic predisposition to transient neonatal cholestasis［J］.J Pediatr Gastroenterol Nutr，2006，42（1）：114-116

［31］Ho RH，Leake BF，Kilkenny DM，et al.Polymorphic variants in the humanbilesaltexportpump（BSEP；ABCB11）：functional characterization and interindividual variability［J］.Pharmacogenet Genomics，2010，20（1）：45-57

R657.43

Adoi：10.13638/j.issn.1671-4040.2016.04.045

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（編號：81371840）
#

趙雷，E-mail：18971397498@163.com

（2016-01-23）