法尼醇受體在非酒精性脂肪性肝病中的作用

李進鵬

西安市人民醫(yī)院(西安市第四醫(yī)院)消化內(nèi)科 (陜西 西安， 710005)

非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)指在排除過量飲酒、使用藥物和慢性肝病等其他原因引起的脂肪堆積后，肝細胞中甘油三酯(TG)的蓄積超過5%的一種疾病[1]。NAFLD的病理演變過程復(fù)雜，包括單純性脂肪肝(NAFL)、非酒精性脂肪性肝炎(NASH)及由NASH發(fā)展而來的肝纖維化、肝硬化，甚至肝細胞癌。NASH被認(rèn)為是可以威脅NAFLD患者生命的轉(zhuǎn)折點[2]。目前，亞洲NAFLD患病率約為27.37%，在NAFLD患者活檢中合并NASH的患病率約為63.45%，這兩組數(shù)據(jù)均高于世界平均水平的25.24%和59.10%[3]。雖然建議改變生活方式和飲食結(jié)構(gòu)干預(yù)NAFLD，但許多患者無法通過上述方式成功實現(xiàn)顯著且持續(xù)的體重減輕，因此，NAFLD的治療仍急迫需要藥物等的干預(yù)[4]。

法尼醇受體(FXR)是核受體超家族的成員，它是一種可被配體激活的轉(zhuǎn)錄因子。FXR存在于機體多個器官，包括肝臟、回腸、腎臟、腎上腺和肺臟等，在肝臟和回腸中表達最高，在膽汁酸、糖類和脂肪的代謝中起主要作用，和NAFLD的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)[5]。1999年《科學(xué)》雜志上連續(xù)發(fā)表了文章，首次提出了膽汁酸是FXR的生理配體，F(xiàn)XR的激活可以抑制膽汁酸合成和FXR信號通路可能參與調(diào)節(jié)膽固醇的穩(wěn)態(tài)的觀點[6，7]。其后，Sinal等[8]首次應(yīng)用FXR-/-小鼠模型，證實了FXR與膽汁酸和脂質(zhì)代謝密切相關(guān)。眾多科研人員對FXR進行了深入研究，探討了FXR在糖脂代謝、肝纖維化、肝癌及結(jié)直腸癌等中的作用。本文將系統(tǒng)闡述FXR在NAFLD發(fā)病中的作用以及靶向腸道和肝臟FXR通路藥物對NAFLD的治療前景。

1 FXR和膽汁酸代謝

機體內(nèi)膽汁酸的受體有FXR、G蛋白偶聯(lián)膽汁酸受體(TGR5)、維生素D受體、孕烷X受體和鞘氨醇-1-磷酸受體2等，其中較為重要的為FXR和TGR5受體[9]。FXR主要存在于肝臟和回腸之中，對膽汁酸生成和轉(zhuǎn)運起著重要的作用。肝臟中膽汁酸含量增多時激活FXR，緊接著通過激動下游小分子異源二聚體(SHP)，進一步抑制膽固醇7α-羥化酶(CYP7A1)，減少膽汁酸的生成[10]。與此同時，F(xiàn)XR也激活了肝細胞中的膽鹽輸出泵(BESP)，促進膽汁酸排出，參與腸肝循環(huán)[11]。而在腸道中，F(xiàn)XR-成纖維細胞生長因子15/19(FGF15/19)通路(小鼠FGF15和人類FGF19同源)起著重要作用，通過FGF15/19因子將腸道和肝臟緊密連接起來，腸道內(nèi)FXR被激動之后，F(xiàn)GF15/19含量增加并通過門靜脈進入肝臟中激活成纖維細胞生長因子受體4(FGFR4)，進而抑制CYP7A1，減少膽汁酸的生成[12]。CYP7A1途徑是膽汁酸合成的經(jīng)典通路，除此之外還有替代途徑。替代途徑涉及由膽固醇27α-羥化酶(CYP27A1)催化的膽汁酸合成的初始酶促步驟，后由膽固醇25α-羥化酶(CYP7B1)對膽汁酸進行羥化。

在機體內(nèi)，膽汁酸為膽固醇的最終代謝產(chǎn)物。在人體內(nèi)，膽汁酸包括初級膽汁酸和刺激膽汁酸，初級膽汁酸為膽酸(CA)和鵝去氧膽酸(CDCA)，次級膽汁酸主要為脫氧膽酸(DCA)、石膽酸(LCA)和熊去氧膽酸(UDCA)[13,14]。膽汁酸由肝細胞合成后，儲存在膽囊之中，在(BESP)作用下，膽汁酸進入小腸之中，參與營養(yǎng)物質(zhì)的消化和吸收[15]。CYP7A1和CYP27A1途徑生成的膽汁酸均為初級膽汁酸。進入腸道的初級膽汁酸，在腸肝循環(huán)作用下，95%能夠被吸收并重新利用，5%隨糞便排出體外。在腸肝循環(huán)過程中，初級膽汁酸在腸道菌群作用下，通過脫氫、脫羥基作用，進行多過程的生物轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)變?yōu)榇渭壞懼醄16]。膽汁酸的負(fù)反饋調(diào)節(jié)和腸肝循環(huán)的存在，保證了機體在正常情況下膽汁酸的正常代謝[17]。膽汁酸的合成受FXR的調(diào)控，但不同類型的膽汁酸對FXR作用并不一致。生理狀態(tài)下，CDCA是 FXR的最強激動劑，而DCA和LCA則 FXR抵消了CDCA的一部分作用，也就是DCA和LCA為FXR拮抗劑[7,18]。

目前沒有流行病學(xué)證據(jù)表明，NAFLD可能直接導(dǎo)致膽汁淤積，也就是說NAFLD和膽汁淤積之間的關(guān)系尚無定論[19]。然而，多個臨床研究和動物實驗均表明膽汁酸代謝及其相關(guān)信號通路的失調(diào)與NAFLD的發(fā)生密切相關(guān)。有研究表明，NAFLD患者及高脂飲食NAFLD大鼠血清中膽汁酸含量增加，次級膽汁酸的產(chǎn)生尤其增多，并且初級膽汁酸和次級膽汁酸比例發(fā)生變化[20]。Ferslew等[21]通過液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法檢測了15位健康志愿者和7例經(jīng)活檢確認(rèn)的NASH患者的30種血清和16種尿膽汁酸。和健康志愿者相比，NASH患者血清及尿液中CDCA、DCA和UDCA的濃度有所增加。在一項臨床研究中，經(jīng)肝穿刺活檢確診33例NAFLD兒童患者，檢測發(fā)現(xiàn)FGF19含量明顯下降，從而對肝臟FGFR4信號傳導(dǎo)作用減弱，導(dǎo)致肝臟CYP7A1表達上升，膽汁酸生成增加[22]。同樣的，各種原因?qū)е碌哪懼岽x紊亂和腸肝循環(huán)受阻引起肝臟的膽汁淤積，可能導(dǎo)致更嚴(yán)重的肝損傷。有研究表明，膽汁淤積促進了促炎性細胞因子的釋放，而細胞因子在肝細胞炎癥和纖維化中起重要作用[23]。這可能是NASH嚴(yán)重肝病變時期存在膽汁淤積的主要原因。在腸肝循環(huán)過程中初級膽汁酸在腸道菌群作用下轉(zhuǎn)變?yōu)榇渭壞懼?，其對膽汁酸信號傳?dǎo)具有重要的影響[24]。因此，通過調(diào)控腸道和肝臟FXR通路和影響腸道菌群來調(diào)節(jié)膽汁酸的代謝有望成為治療NAFLD的新靶點。

2 FXR和脂質(zhì)代謝

NAFLD是一種復(fù)雜的多系統(tǒng)疾病，(在排除飲酒、服用藥物等其他因素后)TG在肝細胞內(nèi)大量堆積，導(dǎo)致的多系統(tǒng)代謝紊亂的常見疾病，其常見的危險因素為肥胖、2型糖尿病、血脂異常、代謝綜合征和多囊卵巢綜合征[25]。雖然NAFLD發(fā)病機制尚未闡明，但脂質(zhì)代謝紊亂在NAFLD發(fā)病中起了重要的作用。在本部分中重點闡述FXR對TG和膽固醇的影響。肝臟是機體脂質(zhì)代謝的主要器官，它通過復(fù)雜且精確的調(diào)節(jié)生化、信號傳導(dǎo)和細胞途徑控制脂質(zhì)穩(wěn)態(tài)[26]。有研究表明，F(xiàn)XR對TG代謝的影響是通過膽汁酸代謝FXR -SHP信號通路來調(diào)節(jié)的[27]，即TG代謝受肝臟內(nèi)膽汁酸代謝FXR-SHP通路的負(fù)反饋調(diào)節(jié)。固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白1(SREBP1)主要調(diào)節(jié)脂肪酸、膽固醇、TG和葡萄糖代謝相關(guān)酶基因的表達，是脂質(zhì)代謝的重要調(diào)節(jié)因子。Watanabe等[27]發(fā)現(xiàn)，肝臟內(nèi)膽汁酸激活FXR后，可通過FXR-SHP通路抑制SREBP1的表達減少脂肪生成，同時上調(diào)過氧化物酶體增殖物激活受體α(PPARα)和促進β氧化。除此之外，F(xiàn)XR-SHP通路對TG合成過程中的乙酰輔酶A羧化酶、脂肪酸合酶和葡萄糖-6磷酸酶等各關(guān)鍵酶也具有調(diào)節(jié)作用?？偟膩碚f，肝臟FXR通過多種機制調(diào)節(jié)脂質(zhì)體內(nèi)平衡，包括減少脂肪酸合成、增加β氧化和減少脂肪酸攝取。

膽汁酸是以膽固醇為原料合成，接受腸道和肝臟FXR通路的調(diào)節(jié)，在肝臟和腸道內(nèi)保持動態(tài)平衡。因此，膽固醇的合成必然會受到FXR的調(diào)控。其中低密度脂蛋白膽固醇(LDL-c)和高密度脂蛋白膽固醇(HDL-c)在肝臟內(nèi)膽固醇平衡起著重要作用。LDL能夠?qū)⒛懝檀嫁D(zhuǎn)運至肝臟外，而HDL則通過逆向轉(zhuǎn)運的方式將膽固醇轉(zhuǎn)運至肝臟內(nèi)進行代謝。當(dāng)機體攝入過多的能量，這種平衡將會打破，導(dǎo)致膽固醇累積，引起高膽固醇血癥[28]。在膽固醇的逆向轉(zhuǎn)運中，其受體清道夫受體B族1型(SR-B1)、ATP結(jié)合盒轉(zhuǎn)運體A1(ABCA1)和ATP結(jié)合盒轉(zhuǎn)運體G1(ABCG1)發(fā)揮重要作用。Lefebvre等[29]研究表明，F(xiàn)XR-/-小鼠血清中HDL-c的含量明顯增加，并且肝臟的SR-B1表達減弱，考慮為膽固醇逆向轉(zhuǎn)運受阻，肝臟攝取HDL-c能力減弱，而非HDL-c產(chǎn)生增多。而Li等[30]利用FXR激動劑GW4064干預(yù)小鼠和肝癌細胞系后，發(fā)現(xiàn)它們的SHP和SR-BI表達量上升，證明了FXR可以誘導(dǎo)SR-B1的表達，從而增強HDL逆向轉(zhuǎn)運膽固醇的能力。這些研究均表明，F(xiàn)XR通路功能的完整保證了機體正常的脂質(zhì)代謝。

3 靶向腸道和肝臟肝FXR通路藥物

除了在膽汁酸代謝中的核心作用外，F(xiàn)XR與機體的脂質(zhì)、葡萄糖和脂蛋白等代謝密切相關(guān)。高脂飲食誘導(dǎo)下，F(xiàn)XR缺陷小鼠出現(xiàn)明顯的糖脂代謝紊亂、肝臟大泡脂肪變性，而當(dāng)FXR再次被表后這些癥狀均可被改善[31]。因此，靶向調(diào)節(jié)FXR通路已成為治療NAFLD的一個新靶點。目前研究中最為常用的藥物奧貝膽酸為CDCA的合成體，是FXR的有效活化劑。Younossi等[32]對NAFLD患者進行了一項多中心、雙盲、安慰劑對照和平行對照的隨機臨床試驗，結(jié)果表明奧貝膽酸改善了NASH的組織學(xué)特征，但由于后續(xù)隨訪時間過短，對其長期益處和安全性尚需進一步闡明。另一藥物INT-767為膽汁酸衍生物，能夠同時激活FXR和TGR5，為FXR和TGR5的雙重激動劑[33]。在一項研究中發(fā)現(xiàn)，INT-767干預(yù)高脂飲食大鼠后可顯著減輕肝臟的脂質(zhì)堆積和炎性細胞浸潤，上調(diào)FXR水平并恢復(fù)肝臟代謝中FXR通路的失調(diào)，改善胰島素抵抗，逆轉(zhuǎn)脂質(zhì)和葡萄糖代謝紊亂[34]。益生菌被聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織定義為“一種活微生物，當(dāng)其被適量施用時，可以給宿主帶來健康益處”[35]。大量研究表明，益生菌在改善實驗動物NAFLD方面的作用功能明確。在Jena等[36]的研究中，嬰兒乳桿菌和益生元牛奶低聚糖可以調(diào)節(jié)小鼠的FXR通路，降低CYP7A1表達，改善了FXR-/-小鼠NASH癥狀。因為FGF15/19和門靜脈的存在，腸道和肝臟之間存在了一道“橋梁”，通過口服益生菌制劑能夠?qū)δc道和肝臟FXR及其下游靶基因產(chǎn)生作用。也就是說，益生菌在某種程度上可以被視為FXR激動劑，能夠調(diào)節(jié)腸道和肝臟FXR通路，進而改善NAFLD。高脂飲食小鼠腸道菌群紊亂，導(dǎo)致腸道內(nèi)膽汁酸代謝轉(zhuǎn)化受阻，初級膽汁酸和次級膽汁酸比例發(fā)生變化，DCA/CDCA比例上升[18]。初級膽汁酸CDCA對FXR具有強激動劑作用，而次級膽汁酸DCA抑制 FXR通路信號傳導(dǎo)，DCA/CDCA比例上升，這種變化導(dǎo)致腸道FXR通路信號傳導(dǎo)減弱[7]。益生菌通過影響腸道菌群進而改變DCA/CDCA比例，上調(diào)腸道FXR表達，這可能是益生菌影響FXR通路的另一機制[37]。

長期不良的飲食習(xí)慣(高脂、高油等)能夠?qū)е耇G代謝失衡，引起其在體內(nèi)的異常蓄積。同時也會降低腸道和肝臟FXR的表達，影響FXR通路的功能，進一步導(dǎo)致糖脂和膽汁酸的代謝紊亂，加劇NAFLD癥狀。FXR在機體內(nèi)各種物質(zhì)的代謝起著重要的作用，靶向腸道和肝臟FXR通路藥物能夠上調(diào)降低的FXR表達，恢復(fù)FXR通路功能，改善各種物質(zhì)代謝。但目前各種FXR激動藥物都處于臨床試驗中，藥物安全性尚不能完全保證。因此仍需要不斷地進行研究，早日促進其臨床應(yīng)用。