維生素D對(duì)非酒精性脂肪性肝病自噬的影響

董智慧，薛君，張雅楠

(內(nèi)蒙古包鋼醫(yī)院老年病科，內(nèi)蒙古 包頭 014010)

非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD)是指患者無過量飲酒史，但出現(xiàn)與酒精性肝病相似的肝組織病理學(xué)改變的一種臨床綜合征[1]。近年來，國(guó)內(nèi)NAFLD的患病率顯著升高，除病毒性肝炎、自身免疫性肝炎及藥物性肝炎等肝病外，接近90%不明原因的肝功能異常與脂肪肝相關(guān)[2]。目前NAFLD已被證實(shí)是代謝綜合征與胰島素抵抗的肝臟表現(xiàn)，同時(shí)與糖尿病、心血管疾病等高發(fā)息息相關(guān)[3]。相關(guān)的研究指出，自噬在NAFLD發(fā)生、發(fā)展中意義重大[4]。自噬是真核細(xì)胞特有的分解代謝過程，細(xì)胞在自噬期間將錯(cuò)誤折疊蛋白、受損細(xì)胞器或病原體等運(yùn)送至細(xì)胞內(nèi)溶酶體進(jìn)行降解，以保證細(xì)胞的穩(wěn)定狀態(tài)[5]。一旦這種正常的細(xì)胞自噬過程受到破壞，將打破細(xì)胞的穩(wěn)態(tài)，參與腫瘤、感染等多種病理性改變的發(fā)生與發(fā)展[6]。因NAFLD的發(fā)生、發(fā)展可能與自噬失調(diào)有關(guān)，故調(diào)整這種失衡的細(xì)胞自噬狀態(tài)，可能對(duì)疾病的治療有指導(dǎo)意義。作為一種機(jī)體關(guān)鍵的脂溶性甾醇衍生物，維生素D除了調(diào)節(jié)鈣、磷代謝外，還與諸多腫瘤、自身免疫性疾病等相關(guān)，同時(shí)，維生素D還參與了胰島素抵抗及細(xì)胞的自噬[7-8]。研究表明，維生素D與NAFLD的發(fā)病及治療相關(guān)[9]?，F(xiàn)就維生素D對(duì)NAFLD自噬的影響予以綜述。

1 自噬與NAFLD

自噬的基本功能包括：在環(huán)境改變及低氧、營(yíng)養(yǎng)不良等代謝應(yīng)激下，可以維持細(xì)胞穩(wěn)定狀態(tài)，并提供細(xì)胞正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需要的底物；清除衰老細(xì)胞與受損細(xì)胞器，并加速細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)、糖類及其他非折疊蛋白的降解，同時(shí)清除細(xì)胞內(nèi)存在的病原體[10-11]。這些機(jī)制均反映了自噬對(duì)細(xì)胞分化、增殖、發(fā)育、生長(zhǎng)及環(huán)境應(yīng)激等各方面的影響[12]。

在機(jī)體能量供應(yīng)被限制或缺乏營(yíng)養(yǎng)等狀態(tài)下，肝臟可以通過自噬降解脂滴合成并分泌大量的ATP，以確保細(xì)胞再循環(huán)利用，為維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài)及正常底物的需求提供物質(zhì)保證[13]。但長(zhǎng)期的高脂飲食或其他原因?qū)е碌拈L(zhǎng)期營(yíng)養(yǎng)過剩會(huì)影響肝臟的自噬總量，可能會(huì)抑制肝臟自噬[14]。長(zhǎng)時(shí)間肥胖所致脂肪肝患者多存在營(yíng)養(yǎng)過剩，這種脂肪過剩導(dǎo)致個(gè)體氨基酸水平升高，刺激肝臟內(nèi)自噬抑制物的激活，一旦自噬抑制物被激活并大量分泌，將會(huì)顯著降低脂肪的自噬總量[15]。Fukuo等[16]研究發(fā)現(xiàn)，與健康人群相比，NAFLD患者的組織蛋白酶L水平降低，這意味著溶酶體的酸化嚴(yán)重影響了自噬體的降解，推測(cè)自噬與NAFLD之間相互影響。另有研究發(fā)現(xiàn)，由慢性乙醇誘導(dǎo)的肝損傷大鼠模型有不同程度膜脂成分變化，這種異常的膜脂成分變化可能與自噬體-溶酶體融合缺陷相關(guān)[17]。Sinha等[18]通過高脂飲食成功誘導(dǎo)并建立了脂肪肝大鼠模型，并使用咖啡因?qū)Υ笫筮M(jìn)行干預(yù)，結(jié)果顯示，咖啡因?qū)€粒體的氧化應(yīng)激有調(diào)節(jié)作用，可影響細(xì)胞自噬，促進(jìn)脂肪肝改善。這種咖啡因?qū)€粒體氧化應(yīng)激的調(diào)節(jié)影響細(xì)胞自噬導(dǎo)致的肝功能改善，提示了自噬與脂肪肝的關(guān)系密切。由此推測(cè)，肝臟細(xì)胞自噬功能的損傷可能參與了NAFLD的發(fā)生、發(fā)展。

2 維生素D與NAFLD

慢性肝病患者普遍存在維生素D缺乏，在全部慢性肝病患者中，至少近1/3的患者存在嚴(yán)重維生素D缺乏，即維生素D水平低于10 ng/mL，這種慢性肝病患者的維生素D不足，對(duì)于乙型肝炎患者而言提示病毒的變化，而對(duì)于丙型肝炎患者則可能會(huì)引起嚴(yán)重纖維化改變以及低水平且持續(xù)性的病毒學(xué)應(yīng)答[19]。全球范圍內(nèi)，近10億人存在不同程度維生素D的缺乏[20]。Targher等[21]對(duì)60例NAFLD患者和60例健康對(duì)照者進(jìn)行維生素D水平檢測(cè)，結(jié)果顯示，與健康對(duì)照者相比，NAFLD患者的維生素D水平較低，提示NAFLD患者普遍存在維生素D缺乏，初步推測(cè)維生素D缺乏可能與NAFLD的發(fā)生、發(fā)展相關(guān)，可能在未來對(duì)NAFLD的治療中有一定的指導(dǎo)意義。

目前，維生素D與NAFLD發(fā)生、發(fā)展之間相關(guān)性的具體機(jī)制尚未完全闡明。在肥胖人群中，維生素D缺乏可能與25-羥維生素D3過多滯留在脂肪組織內(nèi)有關(guān)[22]。Sakuma等[23]的研究證實(shí)，血清25-羥維生素D3能夠抑制過氧化物酶體增殖物激活受體的表達(dá)，從而對(duì)小鼠前脂肪細(xì)胞分化為脂肪細(xì)胞的過程產(chǎn)生抑制，進(jìn)一步發(fā)揮脂肪形成抑制作用。該動(dòng)物實(shí)驗(yàn)明確了血清25-羥維生素D3與脂肪細(xì)胞分化的相關(guān)性，為兩者的相關(guān)性研究提供了條件。NAFLD屬于代謝綜合征，與血脂異常、胰島素抵抗、肥胖等聯(lián)系密切，而維生素D缺乏參與了胰島素抵抗的發(fā)生，故推測(cè)維生素D缺乏可能參與了NAFLD的發(fā)生、發(fā)展[24]。但兩者間確切的相關(guān)性尚未明確，相關(guān)的研究也相對(duì)少見，關(guān)于兩者是否可以相互作為因果關(guān)系存在，還需未來大量研究的驗(yàn)證。

3 維生素D對(duì)NAFLD自噬影響的主要機(jī)制

3.1鈣離子調(diào)節(jié)機(jī)制 維生素D和鈣離子可調(diào)節(jié)炎癥、細(xì)胞增殖分化等病理過程，且維生素D可以通過自身在機(jī)體內(nèi)的作用維持鈣離子穩(wěn)定狀態(tài)，是機(jī)體鈣代謝主要的影響因素[25]。一旦自噬發(fā)生，細(xì)胞內(nèi)鈣離子水平將顯著升高，維生素D結(jié)合相關(guān)受體，介導(dǎo)并調(diào)節(jié)鈣調(diào)節(jié)蛋白的水平，而鈣調(diào)節(jié)蛋白表達(dá)的變化會(huì)刺激內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的發(fā)生，增加細(xì)胞內(nèi)的鈣離子，而鈣離子水平上調(diào)后又會(huì)激活鈣依賴性蛋白激酶β通路，促進(jìn)腺苷酸活化蛋白激酶大量合成、分泌及釋放[26-27]。機(jī)體若處于饑餓或炎癥刺激狀態(tài)下，AMP活化蛋白激酶會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)樽允烧T導(dǎo)因子，直接被炎癥因子等外在刺激激活，從而介導(dǎo)自噬激活的發(fā)生[28]。研究發(fā)現(xiàn)，維生素D可以通過AMP活化蛋白激酶及鈣依賴性蛋白激酶β等信號(hào)通路，誘導(dǎo)單核細(xì)胞抗菌肽募集自噬體，從而進(jìn)一步加速自噬體的形成，以達(dá)到維持機(jī)體細(xì)胞自噬穩(wěn)態(tài)的目的，發(fā)揮改善機(jī)體糖脂代謝異常、減輕炎癥反應(yīng)的作用[29]。有研究發(fā)現(xiàn)，在激活自噬負(fù)調(diào)控因子哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin，mTOR)后會(huì)抑制并減少鈣離子的釋放，誘導(dǎo)機(jī)體分泌大量的自噬相關(guān)基因并聚集成自噬體，自噬體的聚集會(huì)與溶酶體融合，對(duì)自噬的發(fā)生、發(fā)展產(chǎn)生抑制[30]；而維生素D可通過促進(jìn)游離鈣表達(dá)的增加，降低mTOR的表達(dá)，對(duì)相關(guān)蛋白復(fù)合物的生成產(chǎn)生抑制，介導(dǎo)細(xì)胞自噬的發(fā)生，達(dá)到維持細(xì)胞自噬穩(wěn)態(tài)、糾正機(jī)體病態(tài)的目的[31]。高曉博等[32]報(bào)道稱，機(jī)體細(xì)胞內(nèi)鈣離子的穩(wěn)態(tài)會(huì)直接引起線粒體與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能異常的發(fā)生，參與疾病發(fā)生、發(fā)展的過程。由此發(fā)現(xiàn)，維生素D對(duì)鈣離子調(diào)節(jié)的自噬機(jī)制可能對(duì)未來NAFLD的治療有重要的指導(dǎo)價(jià)值，但具體機(jī)制仍需進(jìn)一步大量實(shí)驗(yàn)研究的驗(yàn)證。

3.2磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylinosito1 3-kinase，PI3K)/Beclin-1通路 Beclin-1可調(diào)控自噬細(xì)胞的死亡途徑，與自噬體的形成息息相關(guān)，參與不同蛋白質(zhì)間的相互作用，同時(shí)也是Ⅲ類PI3K復(fù)合物的重要組成部分；同時(shí)，Beclin-1的各種調(diào)控機(jī)制受自噬蛋白影響，并受維生素、轉(zhuǎn)錄因子及其相關(guān)的其他類似物的調(diào)控與影響[33-34]。研究發(fā)現(xiàn)，維生素D受體的目標(biāo)基因(抗菌肽)在被抑制后會(huì)下調(diào)維生素D的表達(dá)，并促進(jìn)Beclin-1表達(dá)增加，從而加速維生素介導(dǎo)的細(xì)胞自噬過程[35]。作為主要的胞內(nèi)磷脂酰肌醇激酶，PI3K有Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類3種類型，其中Ⅰ類、Ⅱ類可調(diào)控自噬產(chǎn)生，是準(zhǔn)確定位自噬體蛋白的關(guān)鍵[36]。維生素D不僅可以影響B(tài)eclin-1表達(dá)，還能激活PI3K信號(hào)通路，誘導(dǎo)細(xì)胞自噬的發(fā)生[37]。一項(xiàng)與髓系白血病細(xì)胞相關(guān)的研究發(fā)現(xiàn)，維生素D通過誘導(dǎo)PI3K復(fù)合物和Beclin-1的表達(dá)介導(dǎo)細(xì)胞自噬[38]。Wang等[39]建立了肝缺血再灌注損傷小鼠模型，并給予肝損傷小鼠維生素D，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，維生素D能夠直接激活PI3K，并增加Beclin-1的表達(dá)?？梢?，在肝臟疾病中，維生素D對(duì)自噬細(xì)胞的影響有一定價(jià)值。雖然目前維生素D對(duì)PI3K/Beclin-1通路的調(diào)控機(jī)制在NAFLD中的應(yīng)用并不多見，但維生素D通過影響自噬來改善肝損傷的機(jī)制已被證實(shí)，推測(cè)維生素D對(duì)NAFLD自噬也有影響，但仍需進(jìn)一步研究驗(yàn)證。

3.3炎癥因子調(diào)節(jié)機(jī)制 NAFLD以肝臟脂肪變性、纖維化、炎癥等為主要特征，其中脂肪細(xì)胞所分泌的大量炎癥因子參與疾病發(fā)生、發(fā)展的機(jī)制已被證實(shí)[40]。NAFLD患者肝臟內(nèi)有過多脂肪沉積，這種過量的脂肪沉積是誘導(dǎo)炎癥因子釋放及介導(dǎo)炎癥反應(yīng)發(fā)生的主要原因，故NAFLD患者多存在不同程度的炎癥反應(yīng)[41]。大量炎癥因子釋放可見于各類疾病，炎癥因子大量釋放導(dǎo)致的炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)參與了各種急、慢性疾病的發(fā)生、發(fā)展過程。研究發(fā)現(xiàn)，維生素D與自噬均可以通過調(diào)控炎癥反應(yīng)調(diào)節(jié)與影響各炎癥因子分泌水平，如腫瘤壞死因子-α、白細(xì)胞介素-1β、核因子κB等[42]。Saitoh等[43]研究發(fā)現(xiàn)，在脂多糖直接刺激下，基因缺陷巨噬細(xì)胞可激活胱天蛋白酶1，從而刺激白細(xì)胞介素-18、白細(xì)胞介素-1β等炎癥因子的過度分泌。因脂多糖參與了NAFLD的發(fā)生、發(fā)展，故推測(cè)基因缺陷巨噬細(xì)胞刺激炎癥因子過度分泌可能參與了NAFLD的發(fā)生、發(fā)展。進(jìn)一步查閱相關(guān)文獻(xiàn)也發(fā)現(xiàn)，自噬過程可以調(diào)節(jié)白細(xì)胞介素-1β等炎癥因子水平，幫助機(jī)體炎癥反應(yīng)減輕[44]。上述結(jié)果均提示，維生素D能夠?qū)ψ允僧a(chǎn)生調(diào)控作用，結(jié)合NAFLD患者疾病炎癥因子參與機(jī)制，推測(cè)維生素D可能通過影響NAFLD的自噬來減輕患者機(jī)體炎癥反應(yīng)，達(dá)到治療疾病的目的。因此，未來對(duì)NAFLD患者的治療應(yīng)注意觀察并監(jiān)測(cè)患者的維生素D水平，以便及時(shí)補(bǔ)充維生素D，達(dá)到輔助治療的目的。

3.4抗菌肽調(diào)節(jié)機(jī)制 國(guó)內(nèi)相關(guān)動(dòng)物模型研究顯示，維生素D充足是加速帕內(nèi)特細(xì)胞大量分泌并釋放抗菌肽的關(guān)鍵，這種抗菌肽的大量分泌與釋放對(duì)平衡腸道菌群極為關(guān)鍵，可以減少甚至抑制內(nèi)毒素進(jìn)入血循環(huán)，從而對(duì)脂肪肝的形成起到抑制作用[45]。人類抗菌肽屬于抗微生物蛋白，由該蛋白裂解得到的活性C端肽即抗菌肽LL-37，參與了機(jī)體的炎癥反應(yīng)與免疫調(diào)節(jié)。研究發(fā)現(xiàn)，LL-37在主要的維生素D依賴性信號(hào)通路中處于Beclin-1上游，能夠促進(jìn)mTOR磷酸化增強(qiáng)，間接影響炎癥因子的分泌，從而抑制炎癥細(xì)胞的分泌，刺激并調(diào)控線粒體生物合成及內(nèi)穩(wěn)態(tài)的維持產(chǎn)生，減輕炎癥反應(yīng)的損傷[46]。研究證實(shí)，維生素D與LL-37相互作用，兩者間呈正相關(guān)，維生素D可以激活LL-37自噬相關(guān)基因及轉(zhuǎn)錄信號(hào)通路，對(duì)單核細(xì)胞自噬產(chǎn)生誘導(dǎo)；同時(shí)，維生素D還可以通過抗菌肽依賴的形式誘導(dǎo)共存結(jié)核分枝桿菌吞噬體與巨噬細(xì)胞自噬體的形成，達(dá)到調(diào)節(jié)機(jī)體炎癥反應(yīng)的目的[47]。這些由維生素D介導(dǎo)的自噬體成熟，均能夠增加抗菌肽的表達(dá)[48]，而抗菌肽對(duì)脂肪肝的預(yù)防效果已被證實(shí)。因此，維生素D缺乏可影響自噬體成熟，導(dǎo)致抗菌肽表達(dá)降低，而抗菌肽表達(dá)降低，意味著內(nèi)毒素的大量入侵，可能是導(dǎo)致NAFLD發(fā)生、發(fā)展的機(jī)制之一。未來可考慮將補(bǔ)充維生素D作為NAFLD的輔助治療手段之一，通過補(bǔ)充維生素D，增加抗菌肽表達(dá)，從而減少內(nèi)毒素釋放，達(dá)到治療的目的。

4 小 結(jié)

自噬在NAFLD發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮關(guān)鍵作用，臨床可以通過多種途徑改善患者的細(xì)胞行為，以影響自噬，預(yù)防及治療疾病。維生素D對(duì)自噬的影響，除了通過經(jīng)典鈣離子調(diào)節(jié)機(jī)制外，還可以通過其他諸多生物學(xué)效應(yīng)對(duì)自噬的調(diào)節(jié)產(chǎn)生關(guān)鍵作用，這種維生素D對(duì)自噬的影響，可能是未來臨床對(duì)NAFLD預(yù)防、診斷及治療的新方向。維生素D對(duì)自噬的調(diào)控機(jī)制復(fù)雜，未來仍需進(jìn)行更多更深入的基礎(chǔ)研究。