Sirt1減輕脂肪肝供體缺血/再灌注損傷作用的研究進展

林元邦，盛明薇，逯寧（.天津醫(yī)科大學總醫(yī)院普通外科，天津 30005；.天津市第一中心醫(yī)院麻醉科，天津 3009）

肝移植是治療終末期肝病的唯一有效手段［1］。由于供體來源有限，大量患者在等待肝移植過程中死亡［2］。供肝短缺已成為肝移植發(fā)展的瓶頸。擴大供體來源、增加邊緣供肝利用率有助于改善這一臨床困境［3-4］。邊緣供肝主要包括老齡供肝、脂肪供肝以及心臟死亡捐獻供肝。其中脂肪供肝由于其本身病理學特點，圍術期肝缺血/再灌注（ischemia reperfusion，I/R）損傷發(fā)生率明顯增高，術后也更易出現(xiàn)移植肝功能低下甚至無功能、膽道并發(fā)癥及乙型肝炎病毒感染復發(fā)等風險，嚴重影響患者預后［5］。為了提高肝移植患者術后生存率、充分利用有限的供肝資源，增強脂肪供肝抗I/R能力至關重要。對肝I/R損傷的機制探索是一個不斷深化的過程，從最初的氧自由基學說到細胞凋亡與壞死學說［6-7］，其中三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）儲備不足所致細胞內外電解質濃度失衡及細胞內鈣超載是導致細胞損傷的重要因素。沉默信息調節(jié)因子 1（silent information regulator， Sirt1）是一種高度保守的Ⅲ型組蛋白/非組蛋白去乙酰酶抑制劑家族成員，主要定位于心血管、肝臟等代謝旺盛的組織或器官，其在調控脂質代謝、維持線粒體功能及延緩衰老方面發(fā)揮著重要作用［8］。因此，Sirt1可能成為減輕脂肪供肝I/R損傷的重要分子靶點。本文就近年來Sirt1緩解脂肪供肝I/R損傷的作用及分子機制研究進展進行綜述。

1 Sirt1的生物合成及活性調控

Sirt1又稱組蛋白去乙?；?，是一種依賴尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（nicotinamide adenine dinucleotide， NAD+）的Ⅲ型組蛋白去乙?；?，屬于Sirtuin蛋白家族，具有高度保守性，幾乎存在于所有哺乳動物細胞內［9］。由于細胞自身的特異性，Sirt1的亞細胞定位不盡相同。通過免疫熒光及電穿孔技術觀察胚胎鼠腦組織Sirt1的分布情況發(fā)現(xiàn)，Sirt1主要定位于腦室和側腦室管膜下層的前體神經(jīng)元細胞質中，少部分定位于細胞核內［10］。此外，不同成熟度的組織和細胞內Sirt1定位也存在差異。Tanno等［11］發(fā)現(xiàn)在肌原細胞中，Sirt1主要定位于細胞核，細胞分化后Sirt1主要定位于細胞質。在腎臟細胞中，盡管I/R可提高細胞內Sirt1的總量，但是細胞核含量卻相對降低并導致細胞損傷［12］。另有研究發(fā)現(xiàn)，小鼠肝實質細胞缺氧/復氧可抑制Sirt1活性、減少細胞核內叉頭框蛋白3α（FoxO3α）去乙?；?3］，說明Sirt1的亞細胞定位與其發(fā)揮的作用密切相關。作為能量感應的“分子開關”，Sirt1參與調節(jié)多種代謝及生理過程：① 與單磷酸腺苷（adenosine monophosphate， AMP）依賴的蛋白激酶（AMP-activated protein kinase，AMPK）相互作用參與自噬誘導，增強機體在能量限制條件下的調節(jié)及耐受性，提高細胞自我修復及存活能力［14］；② 通過與FoxO、核轉錄因子-κB（nuclear factor-κB，NF-κB）、腫瘤抑制基因p53等多種核轉錄因子結合，調控能量代謝［15］；③ 作用于包括周期蛋白2在內的生物節(jié)律調控因子，參與控制細胞周期和延緩細胞衰老［16］。

2 脂肪供肝對I/R損傷更敏感

與正常肝臟相比，脂肪供肝肝移植術后發(fā)生原發(fā)性移植物無功能（primary non-function， PNF）的風險更高。Ploeg等［17］對原位肝移植術后PNF現(xiàn)象進行風險因素分析，出現(xiàn)肝移植后PNF的供肝80%具有不同程度脂肪變。通過建立大鼠脂肪肝供體肝移植模型發(fā)現(xiàn)，脂肪變肝臟對冷、熱缺血及再灌注損傷更為敏感，I/R后的損傷程度更重［18］。脂肪肝I/R損傷更嚴重的可能原因包括：① 肝臟微循環(huán)結構破壞：脂肪肝I/R損傷的重要原因之一是微循環(huán)障礙。一方面，含有脂滴的脂肪肝細胞可加重肝索腫大及肝竇腔狹窄，降低肝竇血流，最終導致供肝保存時保存液灌注不充分［19］；另一方面，供肝低溫保存中細胞內脂質可進一步固化，肝臟再灌注可引起肝細胞破裂、大量脂質釋放，進一步堵塞肝竇腔，加重微循環(huán)障礙［20］。② 脂質過氧化程度增加：I/R可產生大量氧自由基，其化學性質活潑、氧化作用強，是導致肝細胞損傷的重要因素。動物實驗表明［21］，與正常肝臟相比，脂肪肝I/R可引起更多的多形核白細胞激活，脂肪供肝內包括谷胱甘肽在內的抗氧化物質含量減低。而肝臟脂肪變改變了線粒體膜的脂質結構，利于脂質過氧化物形成。這不僅可以改變離子通道、膜蛋白酶等脂質結構，還為氧自由基的攻擊提供了大量底物。③ 炎性介質大量釋放：與正常肝臟相比，脂肪肝I/R損傷亞急性期時中性粒細胞浸潤現(xiàn)象更明顯［22］。中性粒細胞在微血管內聚集、黏附，通過激活蛋白水解酶并釋放炎性介質誘導組織損傷。同時，庫普弗細胞釋放腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）等炎性因子，補體系統(tǒng)激活可進一步加重組織損傷［23］。

3 Sirt1在脂肪供肝I/R損傷中的作用

3.1 促進細胞自噬：自噬是一種高度保守的生物學過程，它可將受損或不被需要的細胞器及生物大分子吞噬進入囊泡并在溶酶體作用下被降解，用以維持細胞穩(wěn)態(tài)及能量平衡。生理水平下自噬維持在較低水平，饑餓、缺血等外界因素可激活自噬發(fā)揮防御性效應［24］。長期飲酒致使吸收到體內大量乙醇，可抑制Sirt1活性，促進肝臟脂質沉積，加重肝臟壞死［25］。在C57 BL小鼠肝I/R損傷模型中，Sirt1激活劑SRT1720可通過誘導肝細胞自噬小體形成提高ATP水平、抑制細胞凋亡與壞死，最終發(fā)揮肝臟保護效應［26］。而利用新型器官保存液IGL-1保存供肝可減輕移植肝再灌注損傷，其機制與Sirt1被激活、自噬特異性蛋白LC3和Beclin-1表達增加有關［27］。另有研究發(fā)現(xiàn)，在大鼠脂肪肝I/R損傷模型中，自噬水平降低而Sirt1活性也被抑制［28］。Sirt1調節(jié)自噬的途徑包括以下兩種：① 進入細胞核與調控自噬轉錄因子相互作用。其中FoxO是重要的轉錄因子，人類共有4個FoxO同源基因（FoxO 1～4）。研究發(fā)現(xiàn)，小檗堿可促進肝細胞核內Sirt1對FoxO3α的去乙?；险{自噬相關蛋白表達，改善移植肝I/R損傷［29］。② 在細胞質中與自噬相關蛋白Atg5、Atg7及Atg8結合形成復合物，直接激活自噬［30］。

3.2 抑制NF-κB表達：NF-κB是一類分布廣泛的真核細胞轉錄因子家族，包含RelA、RelB、c-Rel、NF-κB1 及 NF-κB2［31-32］。生理情況下，這些因子存在于細胞漿并與IκB結合形成無活性復合物，在外界應激條件下，IκB被磷酸化而降解，隨后NF-κB入核調控炎癥因子的轉錄［33］。Sirt1可以明顯抑制NF-κB相關信號通路。在脂肪肝小鼠模型中，NF-κB炎癥通路處于過度激活狀態(tài)，而Sirt1表達相對減低。白藜蘆醇預處理可通過抑制IκB降解減少NF-κB入核，發(fā)揮明顯的抗炎作用［34］。研究發(fā)現(xiàn)，Sirt1可促使 NF-κB亞基RelA/p65第310位賴氨酸殘基去乙?；?，從而抑制RelA下游炎性因子（TNF-α、IL-6、IL-1β）表達，減輕肝臟I/R損傷［35］。

3.3 減輕內質網(wǎng)應激（endoplasmic reticulum stress，ERS）：在肝臟脂質過氧化進程中，內質網(wǎng)也是自由基攻擊的重要靶點。在缺血、缺氧等情況下，內質網(wǎng)正常生理功能發(fā)生紊亂、未折疊蛋白堆積于內質網(wǎng)腔內，引發(fā)ERS［36］。適度的ERS是細胞抵御外界環(huán)境變化的一種適應性反應，而過度的ERS將引發(fā)細胞內鈣離子嚴重失衡，損傷線粒體并最終介導細胞死亡。研究人員對非酒精性脂肪肝患者的肝臟組織檢測發(fā)現(xiàn)，未折疊蛋白反應相關分子表達上調，肝細胞凋亡率增加［37］。近年來，研究證實，Sirt1可通過調控內質網(wǎng)相關蛋白（氧調節(jié)蛋白150和ORP150）抑制ERS［38］。在大鼠脂肪肝I/R損傷模型中，內質網(wǎng)標記蛋白水平明顯增加，增加Sirt1活性可抑制ERS，緩解線粒體功能障礙［39］。

4 總結與展望

隨著全球肥胖、老齡人群比例不斷上升，脂肪肝的患病率越來越高。尋找脂肪供肝I/R損傷防治策略、有效利用脂肪供肝將為緩解目前臨床供肝短缺難題、提高肝移植受者遠期預后提供新思路。在脂肪供肝I/R損傷中，Sirt1發(fā)揮著促進細胞自噬、抑制NF-κB相關炎癥通路、減輕內質網(wǎng)應激等多重作用。因此，Sirt1有望成為未來優(yōu)化脂肪供肝質量相關藥物研發(fā)的重要分子靶點，具有很好的臨床應用前景。