非酒精性脂肪性肝病的表觀遺傳機(jī)制研究進(jìn)展※

徐慧超 陳 浩 高 艷 李若瑜 張冉冉 郝健亨 劉 楊 劉晉芳 苗宇船*

（山西中醫(yī)藥大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，山西 晉中 030619）

非酒精性脂肪性肝?。╪onalcoholic fatty liver disease，NAFLD）在全球發(fā)病率持續(xù)升高，是一種常見的肝臟疾病，其發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，一般認(rèn)為與肥胖、血脂異常、高血壓、胰島素抵抗（insulin resistance，IR） 和2型糖尿?。═ype 2 diabetes，T2DM） 等因素密切相關(guān)，被認(rèn)為是肝臟的代謝綜合征表現(xiàn)［1］。目前，最被大眾所接受的是“二次打擊”假說。而最新的研究模型認(rèn)為，多重平行打擊可能是引起NAFLD的原因：脂肪酸和代謝物促進(jìn)單純性脂肪變性（SS）發(fā)展為NASH；IR加重肝臟內(nèi)游離脂肪酸的沉積，激活內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（endoplasmic reticulum，ER）和氧化應(yīng)激，最終導(dǎo)致肝細(xì)胞的凋亡；脂肪酸還會(huì)增強(qiáng)肝臟IR，導(dǎo)致脂質(zhì)堆積的惡性循環(huán)［2］。

表觀遺傳改變是科學(xué)研究的新興領(lǐng)域，它雖不改變DNA序列，卻可以改變基因表達(dá)，并且部分表達(dá)是可遺傳的，揭示了NAFLD發(fā)病機(jī)制的新視角。表觀遺傳修飾參與脂質(zhì)代謝、IR和ER應(yīng)激、線粒體損傷，氧化應(yīng)激和炎癥，這些因素可以誘導(dǎo)肝臟脂質(zhì)積累并最終引起NAFLD［3］。表觀遺傳變化與NAFLD發(fā)病機(jī)制聯(lián)系密切，研究?jī)烧哧P(guān)系將為探索代謝性肝病的預(yù)防和治療方法提供思路。

1 DNA甲基化失調(diào)

DNA甲基化失調(diào)是導(dǎo)致NAFLD異?；虮磉_(dá)的主要表觀遺傳變化之一，與NAFLD發(fā)病關(guān)系密切。飲食中缺乏甲基供體容易引起脂質(zhì)代謝紊亂，同時(shí)導(dǎo)致DNA甲基化水平下降。S-腺苷甲硫氨酸（SAM）是DNA甲基化獨(dú)特的甲基供體，其膳食來源包括葉酸，蛋氨酸，甜菜堿和膽堿等［4］。研究表明，葉酸參與調(diào)控脂肪酸合成基因的表達(dá)，葉酸缺乏可導(dǎo)致TG在肝臟中大量累積。甜菜堿可緩解高脂飲食誘導(dǎo)的脂肪肝，甜菜堿補(bǔ)充劑能夠促進(jìn)肝臟TG的輸出，減輕NAFLD中肝臟的脂肪變性，其主要機(jī)制是減少微粒體甘油三酯轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（MTTP）啟動(dòng)子甲基化水平［5］。研究發(fā)現(xiàn)，甲基供體補(bǔ)充劑可以促進(jìn)脂肪酸合酶（FASN）基因高甲基化，從而改善高脂肪蔗糖誘導(dǎo)的NAFLD［6］。綜上表明，體內(nèi)SAM水平的平衡對(duì)生命健康至關(guān)重要。多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，子代肝功能障礙常與母親孕期高脂飲食有關(guān)［7］，孕期及哺乳期母親高脂飲食可增強(qiáng)后代對(duì)NAFLD的易感性［8］，提示DNA甲基化可以繼承自父母，并可遺傳給子代。

此外，大量研究表明，NAFLD的發(fā)展過程中可能發(fā)生線粒體DNA（mt DNA）甲基化的表觀遺傳改變。線粒體是活性氧（ROS）的主要來源和靶點(diǎn)，而氧化應(yīng)激可由于質(zhì)子易位，電子傳遞和ATP合成受損等原因?qū)е录?xì)胞凋亡。線粒體編碼的NADH脫氫酶6（MT-ND6）基因是NAFLD線粒體甲基化的位點(diǎn)。使用來自NAFLD患者的肝活檢樣本研究發(fā)現(xiàn)，NASH患者中線粒體編碼的NADH脫氫酶6（MT-ND6）基因甲基化水平顯著高于單純性脂肪肝（SS）的患者，并且肝臟中MT-ND6的甲基化水平與NAFLD的嚴(yán)重程度有關(guān)，提示線粒體基因的表觀遺傳修飾在NAFLD的發(fā)展和發(fā)病機(jī)制中起關(guān)鍵作用［9］。還有研究發(fā)現(xiàn)了9種NAFLD相關(guān)基因甲基化的變化與脂質(zhì)代謝和胰島素信號(hào)傳導(dǎo)關(guān)鍵酶有關(guān)［10］?？梢姡珼NA甲基化廣泛參與了肝臟的各類代謝活動(dòng)。

2 組蛋白修飾異常

組蛋白修飾是指在相關(guān)酶的作用下組蛋白修飾的過程，在NAFLD發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮著重要作用［11］。異常的組蛋白修飾能夠促進(jìn)2型糖尿病以及胰島素抵抗，可以進(jìn)一步發(fā)展為NAFLD。糖尿病和胰島素抵抗可增加核轉(zhuǎn)錄因子（NF-κB） 的活性，NF-κB和HAT之間的相互作用可誘導(dǎo)炎癥基因表達(dá)［12］。研究證明，碳水化合物反應(yīng)元件結(jié)合蛋白（Ch REBP）是一種能夠促進(jìn)肝臟脂肪變性和胰島素抵抗的轉(zhuǎn)錄因子，而p300是HAT家族的成員，是NF-κB炎癥途徑中所必需的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子。高糖血癥誘導(dǎo)p300活化能夠增加Ch REBP的轉(zhuǎn)錄活性，進(jìn)而調(diào)控組蛋白和非組蛋白乙?；?，激活脂肪生成基因，誘導(dǎo)NAFLD的產(chǎn)生［13］。抑制肝臟p300活性可能對(duì)治療肝臟脂肪變性有益，而特異性p300抑制劑也可能成為NAFLD的潛在治療策略。

腫瘤壞死因子（TNF-α） 和趨化因子C-C基序配體2（CCL2）是促進(jìn)NAFLD發(fā)展的重要炎癥介質(zhì)。Mikula等［14］在一項(xiàng)染色質(zhì)免疫沉淀實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，肥胖小鼠中TNF-α和CCL2的組蛋白H3賴氨酸9和18乙?；黾樱砻髦靖沃腥旧|(zhì)水平TNF-α和CCL2的高表達(dá)與組蛋白H3乙?；母淖冇嘘P(guān)。

SIRT1是組蛋白去乙酰化酶（HDAC）的一種，被廣泛研究。SIRT1的去乙?；烧{(diào)節(jié)參與NAFLD病理生理過程中的多種蛋白質(zhì)表達(dá)，并參與調(diào)節(jié)葡萄糖穩(wěn)態(tài)、抗高血脂活性、胰島素抵抗、氧化應(yīng)激、抗炎活性和抗衰老活性等過程［15］。研究表明，NAFLD動(dòng)物模型中SIRT1的表達(dá)顯著降低，而天然SIRT1激活劑對(duì)代謝疾病具有保護(hù)作用。若產(chǎn)婦長(zhǎng)期高脂飲食，可使胎兒組蛋白H3K14的乙?；缴撸闻K中SIRT1的表達(dá)減少。而在小鼠模型中，過度表達(dá)SIRT1可保護(hù)肝臟免受高脂飲食引起的 DNA損傷和代謝紊亂［16］。Pazienza等［17］研究發(fā)現(xiàn)，SIRT1代謝物結(jié)合組蛋白H2A1.1（一種組蛋白H2A的變體）的過表達(dá)可以保護(hù)肝細(xì)胞免于脂質(zhì)積聚。以上研究表明，組蛋白修飾在肝臟保護(hù)中起到了重要作用。

3 Micro RNAs紊亂

Micro RNAs（miRs） 在人體生理及病理活動(dòng)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，通過抑制或降解靶向RNA來調(diào)節(jié)基因表達(dá)。已知miRs通過對(duì)基因表達(dá)的微調(diào)來影響表型，并且最近miRs已被提議作為NAFLD的潛在生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)［18］。

miRs作用廣泛，不僅在脂質(zhì)代謝和炎癥中發(fā)揮重要作用，在NAFLD中也發(fā)揮著表觀遺傳調(diào)節(jié)作用［19］。miR-122在調(diào)節(jié)人體肝臟葡萄糖和脂質(zhì)代謝過程中起到關(guān)鍵作用。研究表明，NASH小鼠血清中miR-122水平較高，且與NASH的發(fā)病程度呈正相關(guān)。在NAFLD患者中，輕度脂肪變性患者血清和肝臟中miR-122表達(dá)水平低于嚴(yán)重脂肪變性患者；相反，輕度纖維化患者的血清和肝臟miR-122水平高于嚴(yán)重纖維化患者，因此血清miR-122水平可作為NAFLD患者肝纖維化的預(yù)測(cè)循環(huán)標(biāo)志物［20］。肝臟活檢是現(xiàn)代NAFLD組織病理學(xué)診斷的金標(biāo)準(zhǔn)，但對(duì)人體具有創(chuàng)傷性。血清miR鑲板是一種無創(chuàng)的診斷NAFLD新技術(shù)，特異性血清miRs可用作診斷和監(jiān)測(cè)NAFLD嚴(yán)重程度的無創(chuàng)生物標(biāo)志物。

雖然NAFLD的發(fā)展受DNA甲基化、組蛋白修飾和miRs等表觀遺傳改變的調(diào)控，但研究才剛剛開始，仍然面臨著許多挑戰(zhàn)。NAFLD的不同階段涉及各種因素，但不同因素之間的相互作用以及它們?nèi)绾斡绊懘x穩(wěn)態(tài)尚未得到明確證明［21］。由于表觀遺傳變化經(jīng)歷了跨代遺傳，因此研究中需要開發(fā)動(dòng)物模型來評(píng)估表觀遺傳修飾對(duì)疾病遺傳性的影響。飲食可以通過調(diào)節(jié)表觀遺傳變化改變代謝基因表達(dá)，增加NAFLD易感性并影響后代，我們應(yīng)開展更多研究，以確定飲食中用于預(yù)防和干預(yù)NAFLD的最佳藥物。近年來，miRs的出現(xiàn)為我們提供了無創(chuàng)診斷和治療的生物標(biāo)志物新選擇，然而仍有許多問題需要解決，例如特定目標(biāo)miRs的鑒定和傳送方式、劑量和治療時(shí)間等。此外，對(duì)于觀察到的具有保肝作用的潛在生物分子，尚需進(jìn)一步的臨床試驗(yàn)以評(píng)估管理的效果和安全性。

大量表觀遺傳學(xué)研究為我們探索NAFLD的發(fā)病機(jī)制提供了新的視角，為尋找科學(xué)治療策略提供思路。未來我們還需進(jìn)一步研究探索表觀遺傳在肝臟脂肪變性和脂肪性肝炎中的作用機(jī)制，探索環(huán)境因素與表觀遺傳之間的作用關(guān)系，為早期診斷和靶向治療NAFLD提供理論依據(jù)，為新藥開發(fā)提供科研基礎(chǔ)，為臨床治療NAFLD提供有力支持。