膽汁酸鹽輸出泵BSEP/ABCB11研究概述*

高 飛，談欣樂，閔秋霞，陳家春△

華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院 1中藥學(xué)系 2藥理學(xué)系，武漢 430030

綜 述

膽汁酸鹽輸出泵BSEP/ABCB11研究概述*

高 飛1，談欣樂2，閔秋霞1，陳家春1△

華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院1中藥學(xué)系2藥理學(xué)系，武漢 430030

膽汁酸和膽鹽類； 離子通道

膽汁是一種內(nèi)源性的復(fù)雜的混合物，其成分包括膽汁酸鹽、膽紅素、磷脂、氨基酸、類固醇、卟啉、維生素和重金屬等，其中膽汁酸鹽約占67%[1]。膽汁酸由肝臟中的膽固醇合成而來，并作為膽汁的主要成分儲存于膽囊中。人體進(jìn)食后，十二指腸分泌腸促胰肽酶即縮膽囊素，促進(jìn)膽囊收縮進(jìn)而使膽汁分泌進(jìn)入腸道系統(tǒng)[2]。膽汁作為一種消化液，能乳化脂肪，幫助機(jī)體對脂肪的消化和吸收，同時還能促進(jìn)小腸對脂溶性維生素等物質(zhì)的吸收。另外，膽汁還能促進(jìn)機(jī)體對脂溶性代謝廢物的清除，包括多余的膽固醇、親脂性的毒素或藥物。膽汁功能的正常發(fā)揮依賴于膽汁酸的肝腸循環(huán)代謝途徑。在肝腸循環(huán)中，約90%～95%的膽汁酸鹽可被腸壁重吸收后經(jīng)門靜脈重回肝臟，經(jīng)肝細(xì)胞處理后，與新合成的結(jié)合膽汁酸一道再經(jīng)膽道排入腸道。另外約5%的膽酸鹽則經(jīng)糞便排出[1]，此過程是清除體內(nèi)膽固醇的重要途徑。對人類而言，體內(nèi)一般每天進(jìn)行6～10次肝腸循環(huán)，以維持機(jī)體正常的新陳代謝。

人體每天需要分泌適量膽汁酸用于清除體內(nèi)的膽固醇。因此，高效運轉(zhuǎn)的膽汁酸轉(zhuǎn)運系統(tǒng)對于確保該過程的進(jìn)行尤為關(guān)鍵。涉及到的膽汁酸轉(zhuǎn)運體主要包括肝臟中的膽汁酸鹽輸出泵(bile salt export pump，BSEP)，?；悄懰徕c共轉(zhuǎn)運多肽(sodium-taurocholate co-transporting polypeptide，NTCP)[3]和有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運多肽(Na+-independent organic anion transporting polypeptides，OATPs)[4]。其中，BSEP是肝臟分泌膽汁酸鹽的主要轉(zhuǎn)運蛋白。該蛋白屬于三磷酸腺苷結(jié)合盒(ATP-binding cassette,ABC)超蛋白家族中的一員，位于肝細(xì)胞頂端膽小管側(cè)質(zhì)膜上，對于膽汁酸鹽依賴的膽汁流向和膽汁的整個肝腸循環(huán)具有關(guān)鍵作用。因此，BSEP參與的過程是整個肝腸循環(huán)的限速步驟?；蛲蛔儠斐葿SEP蛋白合成或轉(zhuǎn)運缺陷，進(jìn)而導(dǎo)致膽汁流動障礙，稱為膽汁郁積。本文以BSEP的研究進(jìn)展為切入點，對其蛋白結(jié)構(gòu)及功能進(jìn)行概述，同時對整個蛋白表達(dá)的調(diào)控機(jī)制和影響因素進(jìn)行總結(jié)，并對由BSEP基因突變引起的幾種膽汁郁積的疾病作簡要概括，為臨床診療和對其他物種BSEP蛋白結(jié)構(gòu)功能及與膽汁代謝調(diào)控的深入研究提供指導(dǎo)。

1 BSEP的發(fā)現(xiàn)及結(jié)構(gòu)與功能

1.1 BSEP的發(fā)現(xiàn)

膽汁酸鹽的分泌是膽流形成的驅(qū)動力，也是肝臟從血液中清除膽汁酸鹽的限速步驟。在肝臟膽小管側(cè)細(xì)胞膜內(nèi)外存在大約-35 mV的電化學(xué)梯度，被認(rèn)為是膽汁酸分泌入膽汁的原驅(qū)動力[5-6]。然而，研究發(fā)現(xiàn)膽汁中膽酸鹽的濃度是血漿中的100～1 000倍，僅僅具有該電化學(xué)梯度并不足以克服如此巨大的濃度差別[2]。后續(xù)研究發(fā)現(xiàn)該轉(zhuǎn)運過程消耗ATP，并依賴于膽汁酸轉(zhuǎn)運體[7]，后將其命名為膽汁酸鹽輸出泵(bile salt export pump，BSEP)，并對其編碼基因及蛋白的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行探索和研究，整個過程歷經(jīng)幾十年。

1995年，Childs等[8]研究人員從多藥抗藥性蛋白P-糖蛋白(MDR1)的基因序列中設(shè)計探針，在豬肝臟中的cDNA庫中獲得BSEP基因的部分序列。1998年，ABCB11的完整編碼序列在大鼠中首次得以鑒別和認(rèn)證，并因其以肝臟膽汁酸鹽輸出為主要特征，將其命名為膽汁酸鹽輸出泵[9]；對人類肝臟中BSEP蛋白的研究在1999年至2012年取得了重大進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)其由1 321個氨基酸組成，分子大小為160 kD，其編碼基因位于染色體2q24上，其基因的突變與進(jìn)行性家族肝細(xì)胞內(nèi)2型進(jìn)展性家族性肝內(nèi)郁積(PFIC-2)密切相關(guān)[10]；2000年，研究發(fā)現(xiàn)嚙齒類動物BSEP與人類BSEP相比有約80%的同源性[11]；2000年，研究發(fā)現(xiàn)鰩科低等脊椎動物海洋魚(Skate)與人類BSEP相比僅有約69%的同源性，且分子大小為210 kD[12]；2003年，Langmann等[13]通過實時定量反轉(zhuǎn)錄PCR的方法檢測47個已知的人類ABC轉(zhuǎn)運體超家族蛋白在人體20個不同組織中的分布情況時，發(fā)現(xiàn)BSEP/ABCB11在肝臟中表達(dá)較高。1995年至今，研究人員逐步發(fā)現(xiàn)通過對BSEP進(jìn)行翻譯后修飾(如蛋白的糖基化、磷酸化、泛素化)能在不同程度上影響其功能的發(fā)揮[14-15]?？傊?，自1995年發(fā)現(xiàn)BSEP/ABCB11以來，人們對其編碼基因、蛋白結(jié)構(gòu)、功能等都進(jìn)行了更加深入細(xì)致的研究，這些研究成果都為后續(xù)的研究工作奠定了堅實的基礎(chǔ)。

1.2 BSEP的結(jié)構(gòu)

人類BSEP由ABCB11基因編碼,ABCB11基因有28個外顯子，其中第1個外顯子不翻譯，其余27個為編碼外顯子[16]。其cDNA包含5 036個堿基對，其中3 963 bp為開放閱讀框[9]，編碼蛋白氨基酸序列。BSEP屬于典型的ABC轉(zhuǎn)運體家族成員，具有ABC家族的串聯(lián)復(fù)制結(jié)構(gòu)，有12個跨膜區(qū)域(TMD)與2個大的細(xì)胞質(zhì)核苷酸結(jié)合區(qū)域(NBD)，以TMD-NBD-TMD-NBD的結(jié)構(gòu)存在[15]，此外具有典型的Walker A/B序列及ABC家族的特征序列[11]。膽酸鹽轉(zhuǎn)出泵屬于糖蛋白，由1 321個氨基酸組成，大小為160 kD，比預(yù)測的主體蛋白稍大，主要是由于蛋白的糖基化所致[10]。2012年，Kubitz等[16]通過同源建模的方法模擬了人類BSEP蛋白的三維立體結(jié)構(gòu)，從分子水平上提出BSEP中包含12個跨膜螺旋和2個大的核苷鍵合區(qū)域。

1.3 BSEP的功能

人類膽汁酸主要由膽酸(CA，50%)、細(xì)菌代謝產(chǎn)物脫氧膽酸(DCA，20%)和替代途徑產(chǎn)生的鵝去氧膽酸(CDCA，30%)組成。膽汁酸在肝細(xì)胞中合成后會與甘氨酸和?；撬峤Y(jié)合，在正常情況下，結(jié)合型的膽汁酸經(jīng)BSEP分泌至膽汁中[17]。轉(zhuǎn)運過程中BSEP與各種膽汁酸鹽結(jié)合的親和力和轉(zhuǎn)運次序存在差異，親和力大小順序為：?；蛆Z脫氧膽酸(TCDCA)=?；悄懰?TCA)>?；切苊撗跄懰?TUDCA)=?；敲撗跄懰?TDCA)>甘氨膽酸(GCA)=膽酸(CA)[9]。BSEP是三磷酸腺苷(ATP)依賴型蛋白，負(fù)責(zé)將膽汁酸轉(zhuǎn)運出肝細(xì)胞外。在膽汁酸與核苷酸酶(ATPase)結(jié)合后，ATPase被激活，進(jìn)而誘導(dǎo)BSEP的表達(dá)，使該蛋白的轉(zhuǎn)運功能得以實現(xiàn)，其中TCDCA與該轉(zhuǎn)運蛋白的親和性最好，是激發(fā)ATPase活性的最好的誘導(dǎo)劑，即TCDCA的轉(zhuǎn)運活性最高[18]。

BSEP的轉(zhuǎn)運功能缺陷會導(dǎo)致膽酸鹽依賴型膽汁的分泌紊亂，逐漸發(fā)展為多種膽汁郁積的疾病，最終導(dǎo)致肝功能衰竭。但是BSEP基因敲除的小鼠相比對照組小鼠，膽汁分泌只減少了25%，僅引起中度膽汁郁積，不足以引起嚴(yán)重的膽汁郁積和肝功能衰竭[19]。因此進(jìn)一步研究BSEP轉(zhuǎn)錄活性的抑制機(jī)制有助于多種膽汁郁積疾病的預(yù)防和治療。

目前已有多種BSEP活性檢測的方法用于檢測其轉(zhuǎn)運膽汁酸的功能，這些檢測方法包括：昆蟲細(xì)胞(Sf9)膜囊泡檢測體系[20]、人源或鼠源的膽小管膜囊泡檢測體系[21]、三明治培養(yǎng)(sandwich-cultured)肝細(xì)胞檢測體系[22]、BSEP/NTCP雙重轉(zhuǎn)染的豬近端腎小管上皮細(xì)胞(LLC-PK1)檢測體系等。在這些細(xì)胞體系中將BSEP過表達(dá)，檢測其轉(zhuǎn)運膽汁酸的功能，根據(jù)米凱利斯-米氏動力學(xué)計算方式計算BSEP轉(zhuǎn)運膽汁酸的動力學(xué)參數(shù)來評價其轉(zhuǎn)運活性的高低。其中膜囊泡檢測體系操作簡便，是最常用的檢測BSEP轉(zhuǎn)運活性的體系，但是該檢測體系不能準(zhǔn)確評價原位藥物代謝過程，因此如果當(dāng)藥物代謝產(chǎn)物引起B(yǎng)SEP功能抑制時，檢測結(jié)果為假陰性結(jié)果；而當(dāng)藥物會迅速降解成無活性的代謝產(chǎn)物時，檢測結(jié)果則為假陽性結(jié)果。且BSEP/NTCP雙重轉(zhuǎn)染的細(xì)胞檢測體系亦會發(fā)生上述同樣的情況。而三明治培養(yǎng)肝細(xì)胞檢測體系則需要較長的細(xì)胞培養(yǎng)周期，這一缺點大大限制了轉(zhuǎn)運活性的檢測通量及重現(xiàn)性。2016年，研究者提出了一種新的膽酸鹽轉(zhuǎn)運活性檢測方法，在代謝能力旺盛的原始肝細(xì)胞懸浮液中將膽酸鹽前體物質(zhì)通過原位生物合成生成各種初級及次級膽酸鹽，同時采用液質(zhì)聯(lián)用(LC-MS/MS)技術(shù)檢測被轉(zhuǎn)運到細(xì)胞基質(zhì)中的各種膽酸鹽含量[23]。實驗證明這種新的檢測膽汁酸轉(zhuǎn)運活性的技術(shù)能夠克服以上幾種檢測方式的技術(shù)缺陷，對于研究BSEP的轉(zhuǎn)運功能具有廣泛的應(yīng)用價值。

2 BSEP組成型表達(dá)

BSEP是膽汁在整個肝腸循環(huán)中的關(guān)鍵轉(zhuǎn)運體蛋白之一，蛋白合成后最終被靶向定位于肝細(xì)胞膽小管側(cè)頂端質(zhì)膜，其主要負(fù)責(zé)將肝細(xì)胞中的膽汁酸鹽分泌至膽道系統(tǒng)中。

BSEP在高爾基體合成且經(jīng)過轉(zhuǎn)錄后修飾之后，首先直接運輸至頂端的囊泡(核內(nèi)體)中，在囊泡中滯留幾小時后再轉(zhuǎn)移至頂端質(zhì)膜[24]。該過程由p38 MAP激酶(p38 MAP kinase)和蛋白激酶C(protein kinase C)共同激活[25]。此外，動力蛋白二型肌球蛋白調(diào)節(jié)輕鏈(motor protein myosin Ⅱ regulatory light chain，MLC2)能夠與BSEP的核苷酸結(jié)合域(NBD)相互作用，協(xié)助BSEP被運輸?shù)礁渭?xì)胞膽小管側(cè)的頂端質(zhì)膜上[26]。

肝細(xì)胞膽小管側(cè)的頂端質(zhì)膜上存在富含膽固醇和鞘磷脂的一種特殊膜結(jié)構(gòu)(脂質(zhì)筏)形成的膜微區(qū)，且該區(qū)域表達(dá)小窩蛋白-1/2(caveolin-1/2)，這些結(jié)構(gòu)對肝細(xì)胞膽小管側(cè)頂端質(zhì)膜起保護(hù)作用，使之免受高濃度膽汁酸的損害[27]。其中，若肝細(xì)胞中小窩蛋白-1/2過表達(dá)，由BSEP驅(qū)動的膽汁酸鹽的分泌則會顯著增加[28]。由此可見，脂質(zhì)筏結(jié)構(gòu)和小窩蛋白-1/2的存在，對BSEP分泌高濃度膽汁酸鹽這一功能的發(fā)揮奠定了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。

BSEP合成后最終被定位于肝細(xì)胞膽小管側(cè)的頂端質(zhì)膜，但其半衰期僅為4～6 d，該蛋白在肝細(xì)胞膽小管側(cè)的頂端質(zhì)膜和核內(nèi)體之間不斷地循環(huán)[29]，即BSEP在持續(xù)地從核內(nèi)體釋放運輸?shù)礁渭?xì)胞膽小管側(cè)的頂端質(zhì)膜上再被核內(nèi)體內(nèi)化，處于一種動態(tài)平衡當(dāng)中。

在這種以內(nèi)化作用介導(dǎo)的動態(tài)平衡中，細(xì)胞骨架相關(guān)蛋白(Hax-1，HCLS1-associated protein X-1)發(fā)揮著重要作用。其可與BSEP結(jié)構(gòu)當(dāng)中的核苷酸結(jié)合域(NBD)相結(jié)合，且Hax-1同時與皮動蛋白(cortactin)相互作用。三者關(guān)系具體表現(xiàn)如下：將Hax-1敲除或?qū)⑵拥鞍走^表達(dá)后，肝細(xì)胞膽小管側(cè)的頂端質(zhì)膜上BSEP的表達(dá)隨之上升，即內(nèi)吞作用減少，原因是Hax-1協(xié)助BSEP的內(nèi)化而皮動蛋白阻礙其內(nèi)化作用[30]；其次，BSEP分子本身C端尾部序列當(dāng)中的酪氨酸序列(1310YYKLV1314)亦可促進(jìn)BSEP的內(nèi)化作用，這種序列在多種同源性高的ABC蛋白家族當(dāng)中高度保守，該序列能夠介導(dǎo)ATP依賴的底物轉(zhuǎn)運，且具有廣泛的底物親和性。此外C端尾部酪氨酸序列能夠直接與AP-2相互作用，而AP-2是與依賴發(fā)動蛋白和網(wǎng)格蛋白的細(xì)胞內(nèi)吞作用相關(guān)的銜接蛋白，即為1310YYKLV1314促進(jìn)BSEP的內(nèi)化提供間接證據(jù)[31]。另外若Ca2+依賴型受體-二型肌糖1，4，5-三羥甲基氨基甲烷磷酸鹽受體(InsP3 R2：the type Ⅱ inositol 1，4，5 trisphosphate receptor)的表達(dá)量減少，也會導(dǎo)致BSEP內(nèi)化的增加，進(jìn)而減少膽酸鹽的分泌[32]。

綜上所述，細(xì)胞骨架結(jié)合蛋白Hax-1、皮動蛋白、BSEP分子本身C端尾部序列當(dāng)中的酪氨酸序列1310YYKLV1314、Ca2+依賴型受體-二型肌糖-1，4，5-三羥甲基氨基甲烷磷酸鹽受體均可通過影響B(tài)SEP的內(nèi)化過程進(jìn)而調(diào)節(jié)BSEP的分布和定位，即在不同程度上調(diào)節(jié)BSEP的組成型表達(dá)。

3 BSEP誘導(dǎo)型表達(dá)

BSEP除了以上組成型表達(dá)之外，也能夠被多種因素調(diào)控進(jìn)行誘導(dǎo)型表達(dá)，通過對BSEP在細(xì)胞膜上表達(dá)量的控制以應(yīng)對短期內(nèi)不同狀況的膽汁酸轉(zhuǎn)運需求。例如：?；切苋パ跄懰峥梢哉T導(dǎo)BSEP鑲嵌在肝細(xì)胞膽小管側(cè)的頂端質(zhì)膜上[33]，該過程中p38 MAP激酶和蛋白激酶C介導(dǎo)的轉(zhuǎn)導(dǎo)通路是被TUDCA激活后將BSEP從核內(nèi)體運輸至頂端質(zhì)膜的關(guān)鍵步驟。在由?；悄懰猁}調(diào)控的BSEP內(nèi)化過程中涉及到磷酸肌醇-3-激酶(phosphoinositide 3-kinase，PI3K)、肝臟激酶B-1(liver kinase B1，LKB1)，且LKB1是一種被膽汁酸激活的上游激酶，進(jìn)而促進(jìn)BSEP的靶向定位。

相反，雌二醇-17b-葡糖苷酸、石膽酸、脂多糖等物質(zhì)或組織缺氧等現(xiàn)象的發(fā)生均會促進(jìn)BSEP內(nèi)化，導(dǎo)致肝細(xì)胞膽小管側(cè)細(xì)胞質(zhì)膜上的BSEP減少，進(jìn)而引起減少膽汁酸的分泌，最終導(dǎo)致膽汁郁積的相關(guān)疾病。雖然其具體調(diào)控機(jī)制尚未完全清楚，但是部分路徑已被闡明。如，?；鞘懰嵬ㄟ^PI3K依賴型蛋白酶C激活的路徑，實現(xiàn)BSEP的靶向定位[34]；此外，石膽酸是FXR的激動劑，因此能夠?qū)崿F(xiàn)BSEP基因表達(dá)的下調(diào)；雌二醇-17b-葡糖苷酸是通過影響由鈣離子依賴型蛋白激酶C(PKC)及PI3K激活的信號通路而引起膽汁郁積[35]；而脂多糖誘導(dǎo)的膽汁郁積是通過諸多細(xì)胞因子的調(diào)控而獲得，如白細(xì)胞介素6(IL-6)，白細(xì)胞介素1A(IL-1A)和腫瘤壞死因子(TNF)[36]。

4 BSEP的調(diào)控模式

BSEP表達(dá)的高低受多種因素的調(diào)控。一般來講，其轉(zhuǎn)錄水平的表達(dá)情況受到多種調(diào)控因子(例如FXR、SRC-2、LKB1、Lrh1、Nrf2等)的長期調(diào)控；此外，在應(yīng)激條件下，機(jī)體通過蛋白的內(nèi)化等作用調(diào)節(jié)其在肝細(xì)胞膽小管側(cè)的頂端質(zhì)膜上的半衰期的長短，進(jìn)而實現(xiàn)對BSEP的瞬時調(diào)控。

4.1 長期調(diào)控

BSEP在人體中的表達(dá)水平存在個體差異，其轉(zhuǎn)錄水平表達(dá)的高低受到多種調(diào)控子的長期調(diào)控。其主要調(diào)控子包括：法尼酯X受體(farnesoid X receptor，F(xiàn)XR)、類固醇受體共激活物-2(steroid receptor coactivator-2，SRC-2)、肝細(xì)胞激酶LKB1(liver kinase B1，LKB1)、核轉(zhuǎn)錄因子等。

FXR與視磺酸受體(RXR)共同作用下通過反式激活BSEP轉(zhuǎn)錄啟動子來促進(jìn)BSEP轉(zhuǎn)錄水平的表達(dá)。膽汁酸不僅是FXR的生理性配體，并且能夠調(diào)控其自身轉(zhuǎn)運體的翻譯工作[37]。鵝去氧膽酸(CDCA)是FXR的主要內(nèi)源性生理配體，能夠促進(jìn)BSEP共激活復(fù)合物(ASCOM)從而導(dǎo)致BSEP啟動子區(qū)域組蛋白甲基化，進(jìn)而激活FXR依賴的BSEP表達(dá)。

SRC-2也能夠與FXR激活的BSEP啟動子相互作用，通過AMP激活蛋白激酶(AMPK)磷酸化途徑將BSEP的轉(zhuǎn)運功能激活。SRC-2本身具有內(nèi)在的乙酰轉(zhuǎn)移酶活性，其結(jié)合到基因啟動子區(qū)域，造成該區(qū)域組蛋白乙酰化，增加了可轉(zhuǎn)錄的基因數(shù)[16]。經(jīng)研究證明，BSEP的mRNA水平和蛋白水平的表達(dá)在肝細(xì)胞SRC-2基因敲除的小鼠當(dāng)中表達(dá)量顯著降低，但是SRC-1和SRC-3敲除的小鼠體內(nèi)未觀察到顯著變化，表明SRC-2可以提高BSEP轉(zhuǎn)錄水平的表達(dá)。

LKB1可于AMPK激活通路的上游起作用同時也能激活A(yù)MPK激酶家族的其他蛋白激酶[16]，一定程度上提高依賴于ATP的BSEP蛋白水平的表達(dá)。

肝臟受體類似物1(Lrh1)是膽固醇合成膽汁酸的限速酶即膽固醇7-α-羥基化酶(CYP7A1)的主要調(diào)控蛋白，同時也涉及BSEP的調(diào)控過程。實驗表明，在肝臟Lrh-1敲除的小鼠當(dāng)中，BSEP表達(dá)和膽汁酸合成受阻同時被觀察到。說明Lrh1促進(jìn)膽汁酸的合成與BSEP轉(zhuǎn)錄水平的表達(dá)[38]。

核轉(zhuǎn)錄因子(Nrf2)能正向調(diào)控BSEP轉(zhuǎn)錄水平[39]。Nrf2是氧化應(yīng)激的感受器，能夠抵消由毒性膽汁酸產(chǎn)生的活性氧(reactive oxygen species，ROS)，Nrf2結(jié)合于BSEP轉(zhuǎn)錄啟動子附近的肌肉腱膜纖維識別原件(MARE)，即位于轉(zhuǎn)錄啟示位點的近兩百個堿基附近，在一定程度上調(diào)控BSEP轉(zhuǎn)錄水平的表達(dá)。

4.2 瞬時調(diào)控

應(yīng)激條件下，BSEP為應(yīng)對環(huán)境的改變，通過從膽小管側(cè)膜上結(jié)合、脫落以及內(nèi)化來實現(xiàn)短期調(diào)控，這也是膽汁酸短期合成的主要機(jī)制[40]。這種對環(huán)境應(yīng)激而產(chǎn)生的短期調(diào)控使BSEP的表達(dá)量以及最大轉(zhuǎn)運速率能夠根據(jù)實際需要在數(shù)分鐘內(nèi)完成調(diào)整。如當(dāng)肝細(xì)胞水合作用、激素、膽汁酸鹽或者氧化應(yīng)激生理條件發(fā)生變化的時候，此效應(yīng)即可生效[16]。在其所有影響因素當(dāng)中，細(xì)胞體積是關(guān)鍵影響因素，由滲透壓差、氨基酸攝取、胰島素或者乙醇等刺激導(dǎo)致的細(xì)胞體積的增長，均能夠增加微管依賴型膽汁酸鹽的分泌，并且迅速將核內(nèi)體中BSEP釋放到肝細(xì)胞膽小管側(cè)頂端質(zhì)膜上，使其轉(zhuǎn)運功能得以正常發(fā)揮[41]。

5 BSEP基因缺陷相關(guān)的疾病

隨著基因組學(xué)的發(fā)展，研究人員發(fā)現(xiàn)與BSEP/ABCB11有關(guān)的遺傳變異、單核苷酸多態(tài)性(SNPs)均可能導(dǎo)致BSEP功能缺陷，從而引發(fā)各種膽汁郁積相關(guān)疾病。已有研究表明，BSEP突變相關(guān)的疾病有二型進(jìn)行性家族性肝內(nèi)膽汁郁積(progressive familial intrahepatic cholestasis typ-2，PFIC-2)[42]，二型良性復(fù)發(fā)性肝內(nèi)膽汁郁積(benign recurrent intrahepatic cholestasis，BRIC-2)[43]，藥源性膽汁郁積(drug-induced cholestasis，DIC)[44]和妊娠期肝內(nèi)膽汁郁積(intrahepatic cholestasis of pregnancy，ICP)[45]，需要采用合適的途徑來預(yù)防和治療BSEP基因突變引起的不同類型的膽汁郁積疾病。

PFIC-2是由BSEP突變導(dǎo)致的一種膽汁郁積病癥，該病患者通常為嬰幼兒，典型癥狀為黃疸、瘙癢和生長障礙，同時一些嬰兒也能發(fā)展出嚴(yán)重的維生素K缺乏導(dǎo)致的出血傾向。與其他小兒疾病相比，PFIC-2患者易發(fā)生血清低膽固醇癥[46]。更危險的是PFIC-2患者肝細(xì)胞癌變的幾率也大得多[47]，另有研究表明，胰腺癌病例也曾發(fā)生在PFIC患者上，推測PFIC-2患者可能罹患胰腺癌的幾率要高于其他人群[48]。

BRIC-2也是一種BSEP相關(guān)的肝臟膽汁郁積癥，其典型癥狀是自限性膽汁郁積和低含量的γ-谷氨酰轉(zhuǎn)移酶(γ-GT)，且易引發(fā)膽結(jié)石。但是因為相比PFIC-2來講其對人體或動物的健康威脅要相對較小，故而命名為良性復(fù)發(fā)性肝內(nèi)膽汁郁積癥[16]。

ICP為另一種有關(guān)BSEP基因突變造成的疾病，其和BRIC-2與PFIC-2相比，仍保留了部分BSEP活性。該病患者中BSEP遺傳突變是患病的主要因素[49]，同時雌激素的代謝產(chǎn)物及黃體酮是其發(fā)病的主要誘因。ICP患者最典型的特征是瘙癢，只有約10%的患者會出現(xiàn)黃疸。ICP在不同地理區(qū)域分布比例有巨大的差別。在ICP患者中雌激素和硫酸化黃體酮的代謝產(chǎn)物均會增加[16]。相比正常人群而言，父母含有純和的p.V444 A等位基因多樣性者很有可能發(fā)展為妊娠期肝內(nèi)膽汁郁積[50]。

p.V444 A不僅與ICP相關(guān)聯(lián)，且可引發(fā)DIC。ICP和DIC二者均是因為等位基因多樣性p.V444 A導(dǎo)致BSEP的表達(dá)降低，進(jìn)而引起膽汁酸分泌功能障礙，最終引起膽汁郁積。利托那韋、環(huán)孢菌素A、辛伐他汀、維拉帕米等藥物均可通過抑制BSEP的功能引起膽汁郁積[16]。

總體來說，位于肝細(xì)胞頂端膽小管側(cè)膜上面BSEP/ABCB11在這些疾病中的表達(dá)高低順序為DIC>ICP>BRIC2>PFIC2[51]。

BSEP/ABCB11作為膽汁酸轉(zhuǎn)運的關(guān)鍵蛋白，對維持肝臟的膽汁酸平衡、腸肝循環(huán)穩(wěn)態(tài)及對食物中脂質(zhì)的消化具有重要作用。另外，研究還發(fā)現(xiàn)膽汁酸激活的核受體FXR能控制肝臟的糖脂代謝，因而BSEP/ABCB11極有可能通過控制循環(huán)系統(tǒng)中膽酸鹽濃度，維持人體能量穩(wěn)態(tài)和脂質(zhì)代謝穩(wěn)態(tài)。

隨著近年來對于BSEP的研究突飛猛進(jìn)，目前已有基于跨膜螺旋預(yù)測工具對于BSEP的晶體結(jié)構(gòu)的預(yù)測，需要進(jìn)一步提純并直接觀察其分子構(gòu)型來驗證該模型的準(zhǔn)確度；基于BSEP轉(zhuǎn)錄調(diào)控的研究，通過建立BSEP在肝細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運及調(diào)控關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，將大大有助于理解BSEP的調(diào)控機(jī)制；對BSEP轉(zhuǎn)錄水平的表達(dá)情況及翻譯后修飾的研究已逐漸引起重視；臨床案例中，BSEP的編碼基因(ABCB11)發(fā)生突變，很可能會導(dǎo)致BSEP的轉(zhuǎn)運功能障礙，進(jìn)而引起不同程度的膽汁郁積，最終引起肝功能衰竭，嚴(yán)重威脅人類健康狀況和生活水平。尋找新型藥物靶點對于預(yù)防、改善或者逆轉(zhuǎn)這些疾病進(jìn)程具有重大意義，例如：通過轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)節(jié)使BSEP的表達(dá)在BRIC-2患者體內(nèi)上調(diào)，可補償該蛋白的部分活性損失；開發(fā)拮抗相關(guān)致病性藥物活性的靶向制劑可以延緩DIC患者的發(fā)病過程或者預(yù)防DIC的出現(xiàn)。作為藥學(xué)工作者，應(yīng)在藥學(xué)研究領(lǐng)域?qū)SEP的表達(dá)調(diào)控、代謝機(jī)制、轉(zhuǎn)運功能、基因突變等進(jìn)行深入的研究探討，重點從引起膽汁郁積的多種復(fù)雜因素著手，收集更多的臨床資料和證據(jù)來驗證BSEP/ABCB11的調(diào)控機(jī)制，為相關(guān)的基因缺陷所導(dǎo)致疾病的研究和臨床應(yīng)用、以及精準(zhǔn)治療提供更加科學(xué)準(zhǔn)確的用藥指導(dǎo)。

BSEP/ABCB11對于人體及嚙齒類動物膽汁酸的轉(zhuǎn)運與調(diào)控機(jī)制已有較為明確的闡明，但對于其它類動物的作用還知之甚少。熊膽、蛇膽和天然牛黃等膽汁類中藥在我國具有悠久的藥用歷史和巨大的藥用價值[52]。膽汁酸(如UDCA，CDCA，TUDCA，TCDCA等)是膽汁的主要成分，具有多種藥理活性[53]。膽汁酸肝腸循環(huán)調(diào)控機(jī)制的相關(guān)研究表明膽流形成的主要動力是膽汁酸鹽從肝細(xì)胞的分泌，而此限速步驟主要依賴于膽汁酸鹽輸出泵(BSEP)功能的正常發(fā)揮。因此，通過對BSEP的結(jié)構(gòu)、功能、分布、表達(dá)等的研究，以建立對于傳統(tǒng)膽汁類中藥的現(xiàn)代質(zhì)量評價體系和指導(dǎo)膽汁類中藥材的現(xiàn)代化生產(chǎn)也具有重要意義，對于此領(lǐng)域的研究尚需深入開展。

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(2016-02-22 收稿)

*國家自然科學(xué)基金資助項目(No.81373917)

高 飛，女，1990年生，醫(yī)學(xué)碩士，E-mail：799802236@qq.com

△通訊作者，Corresponding author，E-mail：homespringchen@126.com

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10.3870/j.issn.1672-0741.2017.01.023