肝細(xì)胞因子與非酒精性脂肪性肝病

呂梟銳 朱惠娟 龔鳳英

中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院，北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院，北京協(xié)和醫(yī)院內(nèi)分泌科，衛(wèi)健委內(nèi)分泌重點實驗室，協(xié)和轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)中心 100730

非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)以肝臟脂肪變性為主要特點，而其發(fā)病機制目前尚未完全知曉。肝細(xì)胞因子是肝臟分泌的具有調(diào)控糖脂代謝功能的蛋白質(zhì)。研究表明，許多肝細(xì)胞因子在NAFLD的各個發(fā)病環(huán)節(jié)都發(fā)揮了重要作用，但目前研究較多的集中在肝細(xì)胞因子如何參與NAFLD的形成。因此，本文就此作一綜述。

1 NAFLD概況

NAFLD是一種除酒精和其他明確損肝原因以外的以肝臟內(nèi)脂肪過度堆積(脂肪變性)為主要特征的肝病綜合征。隨著疾病的進展，NAFLD可表現(xiàn)為單純性脂肪肝、非酒精性脂肪肝炎(NASH)，甚至肝硬化及肝細(xì)胞癌[1]。目前，NAFLD逐漸成為最常見的慢性肝病，其發(fā)病率在全世界范圍中約占25%[2-3]。由于與腹型肥胖、胰島素抵抗、血脂異常、葡萄糖耐受不良等密切相關(guān)，NAFLD被認(rèn)為是代謝綜合征的肝臟表現(xiàn)。NAFLD患者死亡的主要原因包括心血管疾病、惡性腫瘤、肝臟疾病等[4]。

2 NAFLD的發(fā)病機制

NAFLD的發(fā)病機制至今尚未完全明確，目前流行的假說為“多次打擊”假說[5]。第一次“打擊”是肝臟脂肪聚集。由于血漿游離脂肪酸的再酯化、從頭脂肪生成、膳食脂肪酸等肝臟內(nèi)的脂肪酸代謝異常，導(dǎo)致NAFLD患者的肝臟脂肪異常累積[6]。在胰島素抵抗?fàn)顟B(tài)下，胰島素抑制脂肪組織脂肪分解以及肝糖異生的作用減弱，而仍然保留促進肝細(xì)胞脂肪合成的能力，使得肝細(xì)胞內(nèi)脂肪累積進一步加劇[7]。由于脂肪在肝細(xì)胞內(nèi)過度累積，肝細(xì)胞遭到嚴(yán)重的損害[8]。在后續(xù)的氧化應(yīng)激、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激、炎性反應(yīng)和線粒體功能障礙等多次“打擊”下，受損的肝細(xì)胞對這些因素的敏感性增加，進一步造成炎性細(xì)胞浸潤、炎性反應(yīng)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑激活、肝細(xì)胞凋亡，從而使得單純性脂肪肝轉(zhuǎn)變?yōu)镹ASH、肝硬化甚至肝癌[5,9]。

3 肝細(xì)胞因子簡介

肝臟是人體重要的代謝器官，具有分泌膽汁、調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝、防御和免疫、解毒等功能。肝細(xì)胞因子指由肝臟分泌的具有自分泌、旁分泌或內(nèi)分泌活性的蛋白質(zhì)，主要功能為調(diào)節(jié)脂質(zhì)和葡萄糖代謝。胎球蛋白A是1989年第一個被發(fā)現(xiàn)在代謝性疾病中發(fā)揮作用的肝細(xì)胞因子，其能夠抑制胰島素受體酪氨酸激酶的活性[10]。隨后發(fā)現(xiàn)，肝細(xì)胞因子與許多疾病的發(fā)生、發(fā)展都密切相關(guān)，如心血管疾病、2型糖尿病、肥胖癥、NAFLD、代謝綜合征等[11]。

研究顯示，在肝臟發(fā)生脂肪變性時，許多蛋白質(zhì)的分泌都會發(fā)生改變[12]。其中包含多種肝細(xì)胞因子。這些肝細(xì)胞因子能通過促進脂肪肝形成、肝纖維化和誘導(dǎo)機體產(chǎn)生胰島素抵抗等多種途徑參與NAFLD的發(fā)生、發(fā)展。其中，一些肝細(xì)胞因子通過調(diào)節(jié)有關(guān)受體的表達、促進肝細(xì)胞自噬、調(diào)控肝臟脂質(zhì)生成相關(guān)的基因、轉(zhuǎn)錄因子和關(guān)鍵酶的表達等抑制NAFLD的形成，如成纖維細(xì)胞生長因子21(FGF21)、性激素結(jié)合球蛋白(SHBG)和adropin。而另一些肝細(xì)胞因子通過調(diào)控肝臟的糖脂代謝酶表達、肝細(xì)胞脂質(zhì)含量、促進肝臟脂質(zhì)生成和聚集等途徑促進NAFLD的形成，如血管生成素樣蛋白8(ANGPTL8)、胎球蛋白A、視黃醇結(jié)合蛋白4(RBP4)、硒蛋白P、hepassocin和白細(xì)胞衍生趨化因子2(LECT2)。

4 抑制NAFLD形成的肝細(xì)胞因子

4.1 FGF21 FGF21是一種主要產(chǎn)生于肝臟的蛋白質(zhì)，具有調(diào)節(jié)碳水化合物和脂代謝的功能[13]。研究表明，在成人NAFLD患者中，血清FGF21水平較正常對照明顯升高[14]。而在兒童NAFLD患者中，關(guān)于血清FGF21水平變化的研究報道并不一致。Alisi等[15]研究發(fā)現(xiàn)，兒童NAFLD患者血清FGF21水平較對照組顯著降低。Reinehr等[16]發(fā)現(xiàn)，與正常組兒童相比，兒童NAFLD患者血清FGF21水平無明顯差異。結(jié)果的不一致可能與受試人群種族、NAFLD診斷手段不同有關(guān)。

肝組織水平的研究顯示，隨肝臟甘油三酯含量的升高，血清FGF21水平及肝FGF21 mRNA的表達均明顯升高[17]。進一步逐步線性回歸分析發(fā)現(xiàn)，血清FGF21水平是NAFLD患者肝臟脂肪變性的唯一獨立預(yù)測因子[17]。而對于FGF21如何調(diào)控肝臟脂肪含量，目前認(rèn)為可能存在以下兩種機制。其一，F(xiàn)GF21調(diào)控肝臟脂肪含量可能與抑制極低密度脂蛋白受體(VLDLR)表達有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，沉默小鼠體內(nèi)FGF21的表達后，小鼠肝臟的甘油三酯聚集程度明顯增加，VLDLR mRNA、激活轉(zhuǎn)錄因子4(ATF4)蛋白表達及真核生物翻譯起始因子2α(eIF2α)磷酸化水平顯著上升[18]。在細(xì)胞水平使用FGF21蛋白處理Huh-7肝細(xì)胞后，細(xì)胞內(nèi)VLDLR和ATF4表達及eIF2α磷酸化水平明顯降低。提示FGF21可能通過抑制eIF2α-ATF4通路，下調(diào)肝臟VLDLR的表達，從而減少肝臟的脂肪聚集[18]。其二，F(xiàn)GF21可以通過促進肝細(xì)胞自噬，調(diào)控肝臟脂肪含量。研究表明，在肥胖伴胰島素抵抗的小鼠中，過表達FGF21后，小鼠肝細(xì)胞內(nèi)脂肪滴的數(shù)量和大小均明顯下降[19]。使用FGF21處理HepG2細(xì)胞后，細(xì)胞內(nèi)溶酶體、自噬體增多，自噬相關(guān)蛋白Beclin-1、 ATG12和LC3B的表達明顯上調(diào)，LC3B-Ⅰ向LC3B-Ⅱ的轉(zhuǎn)換也明顯增加；同時研究人員還觀察到了細(xì)胞中雙膜自噬體和自噬溶酶體內(nèi)的脂質(zhì)隔離(脂質(zhì)過氧化的特征)[19]。這些結(jié)果表明，F(xiàn)GF21能夠通過促進肝細(xì)胞自噬和肝臟脂質(zhì)過氧化，減少肝臟脂肪含量。

4.2 SHBG SHBG主要在肝臟中產(chǎn)生，負(fù)責(zé)性激素的轉(zhuǎn)運[20]。NAFLD患者循環(huán)中SHBG水平較低[21]。在糖尿病患者中， NAFLD與血清SHBG水平呈負(fù)相關(guān)[22]。循環(huán)中SHBG水平隨肝臟內(nèi)脂肪含量的增加而降低[23-25]。在C57BL/ksJ-db/db小鼠(NAFLD模型)中過表達SHBG后，小鼠肝臟重量及肝臟內(nèi)脂肪累積程度顯著減少，調(diào)控肝臟脂質(zhì)生成的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子過氧化物酶體增殖物活化受體γ(PPARγ)和肝臟脂質(zhì)生成關(guān)鍵酶，包括乙酰輔酶A羧化酶、脂肪酸合成酶和ATP檸檬酸裂解酶的mRNA及蛋白表達水平均明顯降低[26]。上述結(jié)果說明，SHBG可能通過抑制肝臟脂質(zhì)生成的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子和關(guān)鍵酶的表達，從而減少肝臟脂肪生成。

4.3 Adropin Adropin是一種由能量穩(wěn)態(tài)相關(guān)基因Echo編碼的蛋白質(zhì)，主要表達于大腦和肝臟中[27]。研究發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，NAFLD患者血清adropin水平明顯降低[28]。在飲食誘導(dǎo)性肥胖小鼠體內(nèi)過表達adropin，小鼠肝臟脂肪脂肪變性減輕，但小鼠肥胖或飲食攝入未受影響。進一步研究發(fā)現(xiàn)，adropin能抑制小鼠體內(nèi)肝臟脂肪生成基因和脂肪組織中PPARγ的表達，從而減少肝臟脂肪生成[27]。

5 促進NAFLD形成的肝細(xì)胞因子

5.1 ANGPTL8 ANGPTL8又稱甜菜堿(betatrophin)，在人類中主要表達于肝臟中，而在小鼠中富含于肝臟、白色脂肪組織和棕色脂肪組織[29]。研究發(fā)現(xiàn)，在NAFLD患者和各種脂肪肝的小鼠模型中，血清ANGPTL8水平均明顯升高[30]。多元逐步線性回歸分析顯示，人體血清ANGPTL8水平是肝細(xì)胞脂質(zhì)含量的獨立決定因素[31]。動物實驗中，在高脂飲食大鼠和小鼠體內(nèi)抑制ANGPTL8表達后，大鼠肝臟的甘油三酯含量相對下降66%；小鼠肝臟的甘油三酯含量相對下降37%[32]。細(xì)胞實驗中，使用游離脂肪酸干預(yù)HepG2和Huh7細(xì)胞，能增加細(xì)胞內(nèi)甘油三酯含量，同時伴有ANGPTL8 mRNA的表達上調(diào)。而干擾ANGPTL8的表達后，游離脂肪酸誘導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)甘油三酯聚集顯著減少[33]。這些結(jié)果說明ANGPTL8能夠通過增加肝臟脂肪含量，從而參與脂肪肝的形成。

5.2 胎球蛋白A 胎球蛋白A又稱α2-HS-糖蛋白(α2-HS-glycoprotein)，主要表達于肝臟中[34]。von Loeffelholz等[35]發(fā)現(xiàn)NAFLD患者血清胎球蛋白A水平均明顯上升，并與肝臟脂質(zhì)含量呈正相關(guān)。另外有研究表明，隨著血清胎球蛋白A水平升高，基于腰圍、體重指數(shù)、血清甘油三酯和谷丙轉(zhuǎn)氨酶計算所得的脂肪肝指數(shù)也隨之增加[36]。研究發(fā)現(xiàn)，在NAFLD患者及對照人群中，肝臟中胎球蛋白A mRNA表達與固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白1c和磷酸烯醇式丙酮酸激酶mRNA表達呈正相關(guān)，提示肝組織中的胎球蛋白A可能參與調(diào)節(jié)脂質(zhì)和葡萄糖代謝[37]。但胎球蛋白A作用于肝臟糖脂代謝的具體機制還需要進一步研究。

5.3 RBP4 RBP4主要在肝臟和脂肪組織表達，負(fù)責(zé)血液中維生素A的轉(zhuǎn)運[38]。血清RBP4水平變化在不同人種、年齡及不同樣本量的研究結(jié)果均不一致[39-40]。而Zhou等[41]的薈萃分析表明，NAFLD患者血清RBP4水平與對照組相比無明顯差異。Yan等[42]發(fā)現(xiàn)，中國人的血清RBP4水平與肝臟脂肪含量(HFC)無關(guān)。當(dāng)人體HFC低于6.34%時，血清RBP4水平與HFC呈正相關(guān)。并且這一關(guān)聯(lián)不受體重指數(shù)、腰圍、體重等因素影響[43]。此外，Schina等[44]發(fā)現(xiàn)，肝組織RBP4表達評分與肝臟脂肪變性等級呈正相關(guān)。

5.4 Hepassocin Hepassocin因在大鼠肝臟再生中表達上調(diào)而被發(fā)現(xiàn)[45]。NAFLD患者血清hepassocin水平明顯高于對照人群[46]。動物實驗中，使用hepassocin干預(yù)小鼠后，小鼠肝臟脂質(zhì)生成和聚集增加，NAFLD活動度積分升高。而降低小鼠體內(nèi)的hepassocin表達后，小鼠體內(nèi)的肝臟脂質(zhì)生成相關(guān)蛋白、甘油三酯、NAFLD活動度積分等指標(biāo)均有明顯降低[46-47]?；贖epG2細(xì)胞的實驗表明，hepassocin能通過細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶1/2通路誘導(dǎo)肝臟脂肪生成和聚集[47]。

5.5 硒蛋白P 硒蛋白P是一種主要由肝臟產(chǎn)生的分子量為60 000的糖蛋白，其能夠作為載體蛋白將硒運送至機體各個組織器官[48]。NAFLD患者血清硒蛋白P水平明顯升高，并與NAFLD的患病率呈正相關(guān)[49]。研究發(fā)現(xiàn)，隨著血清硒蛋白P水平升高，受試者的肝衰減指數(shù)(與肝臟脂肪累積成負(fù)相關(guān))明顯降低。而另一項研究則表明，在懷孕的女性中，NAFLD患者的脂肪肝指數(shù)與血清硒蛋白P水平呈正相關(guān)[50]。這些結(jié)果說明硒蛋白P的血清水平與肝臟脂肪累積呈正相關(guān)[51]。

5.6 LECT2 LECT2主要由肝細(xì)胞分泌，是一種中性粒細(xì)胞趨化蛋白[52]。研究發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，NAFLD患者血清LECT2血清水平更高[53]。動物實驗發(fā)現(xiàn)，循環(huán)LECT2水平與小鼠肝臟甘油三酯含量呈正相關(guān)[54]。

目前，NAFLD的發(fā)病機制仍尚未完全明確。最新的研究表明，肝細(xì)胞因子與NALFD的形成過程密切相關(guān)，肝細(xì)胞因子能調(diào)節(jié)肝臟脂質(zhì)和葡萄糖代謝關(guān)鍵酶的表達、肝臟脂肪含量、肝細(xì)胞自噬等多個方面。臨床上可以通過檢測肝細(xì)胞因子的水平，作為血清生物標(biāo)志物，輔助NAFLD的早期診斷。但是，目前關(guān)于肝細(xì)胞因子與NAFLD發(fā)生、發(fā)展的關(guān)系，主要集中在肝細(xì)胞因子如何參與脂肪肝的形成過程，其他發(fā)病環(huán)節(jié)如肝纖維化形成、胰島素抵抗等的研究較少。此外，多數(shù)研究僅停留在血清肝細(xì)胞因子水平與NAFLD的相關(guān)性，缺乏相應(yīng)動物、細(xì)胞實驗闡明肝細(xì)胞因子在脂肪肝形成中的具體作用。未來尚需要大量多角度、更深入的研究，探索肝細(xì)胞因子在NAFLD發(fā)生、發(fā)展中的具體作用，為NAFLD的精準(zhǔn)診斷和臨床治療提供實驗依據(jù)。