腫瘤壞死因子-α在非酒精性脂肪性肝病進展中的作用

郭悅承 陸倫根

上海交通大學(xué)附屬第一人民醫(yī)院消化科(200080)

肝細胞內(nèi)脂肪沉積是發(fā)生非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease, NAFLD)的標志性病理改變，肝細胞中的脂滴主要由三酰甘油組成。病理上，若超過5%的肝細胞內(nèi)含有脂滴，即可診斷為脂肪肝。細胞因子如腫瘤壞死因子(TNF)-α、白細胞介素(IL)-1、轉(zhuǎn)化生長因子-β(TGF-β)等可參與NAFLD進程，直接或間接地對肝細胞造成損傷。有研究指出，脂肪組織中IL-6和TNF-α表達與NAFLD的嚴重程度呈正相關(guān)[1]。TNF-α是一種由巨噬細胞和單核細胞產(chǎn)生的促炎細胞因子，在惡性腫瘤、敗血癥、慢性炎癥等病理狀態(tài)下顯著增多。TNF-α可能是單純性脂肪肝進展為非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepatitis, NASH)的重要參與因子。高濃度TNF-α可促進脂肪動員、抑制外周脂肪組織分解、下調(diào)胰島素活化受體能力，在介導(dǎo)脂肪肝形成、胰島素抵抗方面發(fā)揮重要作用。本文就肝細胞損傷與凋亡、脂代謝、胰島素抵抗、肝細胞線粒體障礙、脂質(zhì)過氧化損傷等對TNF-α在NAFLD進展中作用的影響作一綜述。

一、TNF-α的生理功能

TNF-α已被證實可調(diào)節(jié)多種炎癥和自身免疫過程。TNF-α可通過促進T細胞增殖、損傷血管內(nèi)皮細胞等作用殺傷腫瘤。在炎癥反應(yīng)中，TNF-α可提高中性粒細胞的吞噬能力，刺激巨噬細胞和單核細胞分泌IL-1等炎癥因子。TNF-α也可通過募集免疫細胞、誘導(dǎo)產(chǎn)生前列腺素和環(huán)氧合酶、誘導(dǎo)氧化應(yīng)激等途徑促進細胞變性與炎癥進展[2]。目前已知的TNF-α誘導(dǎo)的炎癥信號通路包括NF-κB、p38絲裂原蛋白活化激酶(p38MAPK)、c-Jun N末端激酶(JNK)、細胞外信號調(diào)節(jié)激酶(ERK)等[3]。

二、TNF-α在NAFLD中的作用

1. TNF-α促進肝細胞損傷與凋亡：TNF-α誘導(dǎo)肝細胞凋亡的途徑涉及NF-κB通路。發(fā)生脂肪性肝炎時，NF-κB信號可被修飾，從而促進Fas和TNF-α表達，TNF-α或Fas可通過激活caspase、釋放細胞色素c以及促進凋亡小體形成來誘導(dǎo)肝細胞損傷[4]。肝細胞中的TNF-α可結(jié)合受體TNFR1，通過激活由IKKα、IKKβ、IKKγ組成的IKK復(fù)合物來抑制促炎抗凋亡的NF-κB通路，介導(dǎo)肝細胞變性壞死[5]。體外TNF-α干預(yù)肝細胞可誘導(dǎo)NF-κBp65表達增加并抑制抗凋亡基因Bcl-2的表達[6]，誘導(dǎo)肝細胞凋亡。有文獻指出，NF-κB靶基因A20在受到TNF-α刺激后，參與抑制NF-κB通路的激活，促進肝細胞增殖，可參與逆轉(zhuǎn)肝細胞凋亡的進程[7]。

2. TNF-α參與調(diào)節(jié)脂代謝：TNF-α可促進外周脂肪動員。TNF-α通過激素敏感性脂肪酶(HSL)途徑促進游離脂肪酸(FFA)的釋放，促進肝臟攝取增加。TNF-α還可下調(diào)甘油三酯脂肪酶(ATGL)的活性，抑制脂肪細胞前體分化并促進甘油釋放，有效促進脂肪細胞脂解[8]。升高的FFA可通過TLR4/NF-κB途徑使巨噬細胞分泌TNF-α增加[9]，導(dǎo)致TNF-α與FFA相互促進的惡性循環(huán)。此外，棕色脂肪組織在能量平衡的代謝調(diào)節(jié)中有重要意義，具有獨特的產(chǎn)熱能力，而TNF-α可參與胰島素抵抗誘導(dǎo)的褐色脂肪細胞凋亡萎縮[10]，促進肥胖伴發(fā)高胰島素血癥的形成。

TNF-α-308和-238等位基因的多態(tài)性亦與脂代謝有關(guān)。一項來自南非的研究[11]指出，與-308GG基因型相比，TNF-α-308GA+AA基因型人群肥胖風(fēng)險更高且與脂肪攝入密切相關(guān)。攝入α-亞麻酸后，-308GG基因型攜帶者血清高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)上升，而GA+AA基因型攜帶者HDL-C下降；攝入多不飽和脂肪酸后，GG基因型攜帶者血清低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)下降，而GA+AA基因型攜帶者LDL-C上升。Joffe等[12]發(fā)現(xiàn)，在TNF-α-238等位基因中，與GG基因型相比，GA基因型攜帶者在脂肪攝入后更容易發(fā)生肥胖，且脂蛋白變化趨勢與種族有關(guān)。

TNF-α還可影響肝臟脂質(zhì)轉(zhuǎn)運。有研究指出，輸注TNF-α可通過TNF-α受體以及p38MAPK途徑介導(dǎo)腸道載脂蛋白(Apo)B48的產(chǎn)生，升高血清三酰甘油水平并促進含ApoB48的脂蛋白蓄積[13]。這也是TNF-α促進胰島素抵抗的途徑之一。ApoA-Ⅰ是血漿HDL的主要成分，與代謝綜合征發(fā)生風(fēng)險呈負相關(guān)，而TNF-α可通過NF-κB、JNK、MEK1/2等信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑上調(diào)ApoA-Ⅰ mRNA表達并刺激單核細胞和巨噬細胞分泌ApoA-Ⅰ蛋白[14]。提示在炎癥早期，TNF-α可能通過誘導(dǎo)巨噬細胞中ApoA-Ⅰ的表達來發(fā)揮一定的抗炎作用。

3. TNF-α參與形成胰島素抵抗：TNF-α與胰島素抵抗密切相關(guān)。Ob/ob肥胖模型小鼠在TNF-α基因缺失的情況下可提高胰島素敏感性，這可能是由于TNF-α可促進內(nèi)臟和皮下脂肪細胞攝取葡萄糖[15]。TNF-α可作用于肝細胞中IKKβ/NF-κB通路誘導(dǎo)胰島素抵抗的產(chǎn)生，特異性敲除肝臟IKKβ基因的小鼠則可保有肝臟的胰島素功能[16]。飲食誘導(dǎo)的肥胖可伴有骨髓和外周血中單核細胞群的改變，其中Ly6Chigh單核細胞與胰島素抵抗指數(shù)呈正相關(guān)，而TNF-α被證實是驅(qū)動Ly6Chigh單核細胞增多的主要因素[17]。

已知TNF-α可通過多種途徑誘導(dǎo)胰島素抵抗：TNF-α通過作用于JNK抑制胰島素受體底物(IRS-1/2)酪氨酸磷酸化并刺激其絲氨酸磷酸化，從而加重肝臟脂肪變性和胰島素抵抗[15]；在脂肪細胞胰島素抵抗模型中，細胞內(nèi)轉(zhuǎn)移到細胞膜上的葡萄糖轉(zhuǎn)運子(GLUT4)明顯下降，從而引起葡萄糖的消耗減少[18]。TNF-α也可直接抑制脂肪細胞中GLUT4表達，從而誘發(fā)胰島素抵抗[19]；脂聯(lián)素可直接作用于肝細胞并通過抑制脂肪酸的合成刺激其氧化從而增強肝細胞對胰島素的敏感性，而TNF-α可抑制脂聯(lián)素的活性，誘導(dǎo)胰島素抵抗[20]；小鼠模型中，過表達AMPK可通過促進肝細胞小異二聚體伴侶mRNA表達來改善胰島素抵抗，同時抑制NF-κB相關(guān)的炎癥損傷和細胞外基質(zhì)(ECM)沉積[21-22]，而TNF-α可降低AMPK活性[23]，促進胰島素抵抗的形成和NAFLD的進展。

4. TNF-α與肝細胞線粒體障礙以及脂質(zhì)過氧化損傷相關(guān)：NAFLD患者肝組織中線粒體呼吸鏈復(fù)合物活性降低，且與血清TNF-α和體重指數(shù)呈負相關(guān)[24]。TNF-α可通過結(jié)合其受體TNFR1并激活酸性鞘磷脂酶促進神經(jīng)酰胺的合成，誘導(dǎo)線粒體釋放蛋白質(zhì)，促進細胞死亡。酸性鞘磷脂酶可通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激IREα/XBP-1通路激活未折疊蛋白反應(yīng)，從而促進脂肪生成和肝脂肪變性；酸性鞘磷脂酶還可上調(diào)自噬相關(guān)基因，激活肝星狀細胞(HSC)參與纖維化進程[25]。已有研究[26]發(fā)現(xiàn)，酸性鞘磷脂酶缺乏可改變脂肪細胞形態(tài)并抑制Rictor(mTOR伴侶)激活，從而減輕飲食誘導(dǎo)的小鼠脂肪變性。有學(xué)者指出，誘導(dǎo)線粒體解偶聯(lián)可活化AMPK，增加脂肪酸氧化，從而在NAFLD中發(fā)揮改善糖代謝和脂代謝的作用[27]。而TNF-α可降低AMPK活性，這可能是線粒體障礙和脂質(zhì)過氧化損傷的原因之一[28]。

TNF-α與肝細胞氧化應(yīng)激、脂質(zhì)過氧化損傷形成相互促進的惡性循環(huán)。一方面，活性氧簇(ROS)增多和脂質(zhì)過氧化損傷可促使TNF-α合成增加；另一方面，TNF-α可活化神經(jīng)鞘磷脂酸，抑制線粒體呼吸鏈電子傳遞，使ROS升高，產(chǎn)生脂質(zhì)過氧化，導(dǎo)致肝細胞壞死[29]。有研究指出，F(xiàn)FA受體FFA2R激動劑Cmp1可促進嗜中性粒細胞誘導(dǎo)形成NADPH氧化酶并在中性粒細胞中誘導(dǎo)ROS產(chǎn)生，TNF-α可顯著上調(diào)此反應(yīng)活性，但具體機制尚不明確[30]。

三、抗TNF-α療法對于脂肪肝具有重要意義

探討TNF-α參與NAFLD進展的機制對于改良脂肪肝療法具有重要意義。抗TNF-α療法已在類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、銀屑病、潰瘍性結(jié)腸炎、克羅恩病等疾病的治療中取得良好療效[3]。已有研究證實TNF-α拮抗劑依那西普可改善代謝綜合征患者的葡萄糖穩(wěn)態(tài)[31]，口服重組抗TNF融合蛋白(PRX-106)可減輕高脂飲食小鼠的肝損傷并降低血清三酰甘油和天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)水平[32]。

四、結(jié)語

隨著人們的生活方式和飲食結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，NAFLD的發(fā)病率越來越高。NAFLD的發(fā)病機制復(fù)雜，其中TNF-α在NAFLD的病程進展中發(fā)揮重要作用。TNF-α不但可促進肝細胞損傷和凋亡，還可通過促進外周脂肪動員、刺激肝臟脂質(zhì)合成、影響脂質(zhì)轉(zhuǎn)運使肝臟脂質(zhì)蓄積。此外，TNF-α還可誘導(dǎo)胰島素抵抗，并促進肝細胞線粒體障礙與脂質(zhì)過氧化損傷。目前，TNF-α在NAFLD中的具體作用機制尚不明確。以TNF-α為潛在靶點的抗TNF-α療法在NAFLD相關(guān)臨床中的運用也相對較少，這仍是NAFLD重要的研究方向之一。