鈉-葡萄糖共轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白2抑制劑在非酒精性脂肪性肝病中作用的研究進(jìn)展

黃李晨露，張家瑞，鄭永欽，賀軍棟*

1.昆明理工大學(xué) 醫(yī)學(xué)院，云南 昆明 650500；2.昆明理工大學(xué)附屬醫(yī)院 云南省第一人民醫(yī)院 內(nèi)分泌代謝科，云南 昆明 650500

非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)是世界范圍內(nèi)的主要健康問題,是全球慢性肝病最常見的病因之一,近年來,全世界NAFLD的患病率迅速上升。NAFLD的范圍從脂肪變性非酒精性脂肪肝到非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepatitis,NASH),可能發(fā)展為肝硬化和肝細(xì)胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)[1],并迅速造成終末期肝病或肝衰竭[2]。鈉-葡萄糖共轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白2抑制劑(sodium-glucose cotransporter 2 inhibitors,SGLT-2i)是一種新型口服糖尿病治療藥物,可以促進(jìn)腎臟葡萄糖排泄,發(fā)揮降血糖的作用[3]。一些證據(jù)表明, SGLT-2i對NAFLD具有有益作用。本文聚焦SGLT-2i對NAFLD潛在的作用機(jī)制進(jìn)行綜述,包括內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激、炎性反應(yīng)、纖維化、自噬等。

1 非酒精性脂肪性肝病和鈉-葡萄糖共轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白2抑制劑

NAFLD是指受非酒精和其他明確的肝損傷因素影響,肝細(xì)胞內(nèi)三酰甘油過量積聚的慢性疾病,與肥胖、2型糖尿病和其他代謝綜合征密切相關(guān)[2]。在能量過剩的情況下,肝臟中代謝底物增加,驅(qū)動(dòng)肝臟新生脂肪生成,胰島素抵抗增強(qiáng),導(dǎo)致惡性循環(huán)。NAFLD脂肪生成和分解的失衡會在肝細(xì)胞內(nèi)積累游離脂肪酸(fatty acids,FA),導(dǎo)致細(xì)胞損傷變性和肝功能惡化,發(fā)展為NASH、肝硬化和HCC。NAFLD發(fā)病機(jī)制復(fù)雜,“多重平行打擊”理論認(rèn)為眾多遺傳和環(huán)境因素相互作用,促進(jìn)了NAFLD的發(fā)生和進(jìn)展,這些因素包括內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(endoplasmic reticulum,ER)應(yīng)激、炎性反應(yīng)、纖維化、自噬和凋亡等等[4]。SGLT-2i是一類相對較新的抗糖尿病藥物,可以特異性抑制腎近端小管上的SGLT-2,增加糖尿,減少葡萄糖從小管液重新進(jìn)入血流[5]。SGLT-2i主要藥物有卡格列凈、恩格列凈、達(dá)格列凈、依格列凈和托格列凈等等。

2 鈉-葡萄糖共轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白2抑制劑在非酒精性脂肪性肝病中的調(diào)控作用

2.1 SGLT-2i可以降低NAFLD患者肝細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激

ER在肝細(xì)胞中負(fù)責(zé)適當(dāng)?shù)牡鞍踪|(zhì)折疊,NAFLD患者肝臟的脂肪積累會引發(fā)ER產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng),導(dǎo)致細(xì)胞功能障礙和死亡,并加速肝臟損傷。ER應(yīng)激的適應(yīng)性穩(wěn)態(tài)機(jī)制,稱為未折疊蛋白反應(yīng)(unfolded protein response,UPR),在肝細(xì)胞中增強(qiáng)ER蛋白折疊,ER可以利用UPR途徑維持蛋白質(zhì)和脂質(zhì)穩(wěn)態(tài),抑制輕度應(yīng)激狀態(tài)[6]。UPR激活3種不同的傳感器,包括肌醇需要酶1α(inositol-requiring enzyme 1α,IRE1α)、PKR樣ER激酶和激活轉(zhuǎn)錄因子6α(activating transcription factor 6α,ATF6α),以適應(yīng)和介導(dǎo)代謝變化的多種細(xì)胞外和細(xì)胞內(nèi)信號[7]。NAFLD患者肝細(xì)胞出現(xiàn)ER應(yīng)激,UPR從適應(yīng)性階段轉(zhuǎn)變?yōu)榻K末階段,促進(jìn)炎性反應(yīng)、減少自噬過程和激活促凋亡途徑導(dǎo)致肝細(xì)胞死亡[6]。SGLT-2i在肝細(xì)胞ER應(yīng)激中表現(xiàn)出有益作用,托格列凈治療降低了NAFLD小鼠3種UPR傳感器水平,顯著降低IRE1α表達(dá),緩解了ER應(yīng)激狀態(tài),改善NAFLD的癥狀[7]。5周恩格列凈給藥降低高脂飲食喂養(yǎng)的載脂蛋白E(ApoE)敲除小鼠肝臟總膽固醇和三酰甘油,表明脂質(zhì)積累減少,IRE1α和ATF6α表達(dá)降低,ER應(yīng)激減輕,改善NAFLD組織學(xué)特征[8]。以上研究表明SGLT-2i可能通過抑制UPR傳感器表達(dá)調(diào)節(jié)UPR途徑,降低ER應(yīng)激,減少肝臟脂質(zhì)積累,對NAFLD發(fā)揮有益作用。

2.2 SGLT-2i可以降低NAFLD患者的肝臟炎性反應(yīng)

肝臟炎性反應(yīng)是NAFLD的標(biāo)志,也是NAFLD進(jìn)展和纖維化發(fā)展的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素。炎性反應(yīng)由脂質(zhì)的異常積累引起,會導(dǎo)致肝纖維化[9],使NAFLD轉(zhuǎn)變?yōu)楦斡不虷CC。SGLT-2i在臨床中被發(fā)現(xiàn)可以減輕糖尿病合并NAFLD患者的肝臟炎性反應(yīng),因此引起了學(xué)者的興趣?？ǜ窳袃艨梢燥@著抑制高脂飲食喂養(yǎng)14周的小鼠肝臟促炎因子腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor,TNF-α)、單核細(xì)胞趨化蛋白-1(monocyte chemoattractant protein-1,MCP-1)、白細(xì)胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)和IL-6蛋白以及mRNA表達(dá)水平[10],卡格列凈治療降低了非糖尿病性NASH大鼠TNF-α、IL-6和C-C基趨化因子配體2水平,降低了大鼠肝臟炎性反應(yīng),發(fā)揮肝細(xì)胞抗炎作用[11]。5周依格列凈治療減輕了NASH肝硬化小鼠炎性細(xì)胞浸潤,TNF-α和IL-1β表達(dá)顯著降低,小鼠肝臟纖維化程度降低,改善NAFLD和NASH的癥狀[12]。5周達(dá)格列凈治療降低了高碳水化合物高脂肪飼料喂養(yǎng)大鼠肝臟TNF-α、IL-1β和IL-18的表達(dá),改善了肝臟炎性反應(yīng)[13]。恩格列凈給藥顯著降低遺傳性高三酰甘油大鼠MCP-1表達(dá),改善肝臟炎性反應(yīng)[14],降低高脂飲食喂養(yǎng)的ApoE(-/-)小鼠肝臟MCP-1和F4/80(常駐巨噬細(xì)胞標(biāo)志物)的表達(dá)[8]。除此之外,恩格列凈還降低晚期NASH小鼠肝臟促炎乳糖神經(jīng)酰胺的濃度,增加了抗炎多不飽和三酰甘油的濃度,改善了小鼠肝臟的炎性反應(yīng)[15]。SGLT-2i在NAFLD的有益作用可能是通過激活腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)-哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)信號通路完成的。SGLT-2i激活A(yù)MPK-mTOR信號通路,抑制IL-17/IL-23軸相關(guān)分子和一系列促炎因子的表達(dá),減輕NAFLD炎性反應(yīng),改善NAFLD的癥狀[16]。

巨噬細(xì)胞是肝臟中重要的細(xì)胞,單核細(xì)胞衍生巨噬細(xì)胞(MoMF)向促炎巨噬細(xì)胞(MoMFLy6Chigh)的轉(zhuǎn)變是肝臟慢性炎性反應(yīng)的重要驅(qū)動(dòng)因素,在NASH發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮關(guān)鍵作用。恩格列凈與GLP-1激動(dòng)劑的聯(lián)合治療顯著降低了NASH小鼠肝臟MoMFLy6Chigh的量,減弱了炎性反應(yīng),證明恩格列凈與GLP-1激動(dòng)劑調(diào)節(jié)促炎免疫反應(yīng)對小鼠肝具有保護(hù)作用[17]。NAFLD脂質(zhì)代謝紊亂使過量脂質(zhì)在肝臟沉積,肝臟功能損傷導(dǎo)致炎性反應(yīng)。炎性反應(yīng)是NAFLD癥狀的重要一環(huán),降低肝臟炎性反應(yīng),減少脂質(zhì)沉積可能是SGLT-2i有益作用的重要原因之一,仍需更多和更深入的研究證實(shí)。

2.3 SGLT-2i可以改善NAFLD患者的肝纖維化

肝纖維化在NAFLD/NASH的進(jìn)展中至關(guān)重要,NASH纖維化的病理特征是直接反應(yīng)患者肝移植率和死亡率的指標(biāo)。NAFLD導(dǎo)致肝星狀細(xì)胞從一類儲存視黃醇的細(xì)胞轉(zhuǎn)化為產(chǎn)生膠原蛋白和其他類型細(xì)胞外基質(zhì)的肌成纖維細(xì)胞,使膠原蛋白等細(xì)胞外基質(zhì)在肝組織內(nèi)過度沉積,形成脂肪性肝纖維化,NAFLD進(jìn)展為NASH[18]。糖尿病合并NASH患者通過SGLT-2i治療,顯著降低了肝纖維化發(fā)展。8周托格列凈給藥降低了NASH相關(guān)肝腫瘤小鼠纖維化基因α1-Ⅰ型膠原(collagen type Ⅰα1,col1a1)mRNA的表達(dá),減輕肝細(xì)胞衰老程度,改善小鼠肝纖維化[19]。托格列凈給藥降低了高脂飼料喂養(yǎng)的GFP轉(zhuǎn)基因青鳉肝臟重量,天狼星紅染色顯示青鳉肝臟纖維化面積減少,全轉(zhuǎn)錄組測序顯示青鳉肝纖維化相關(guān)基因col1a1a、轉(zhuǎn)化生長因子β(transform-ing growth factor-β,TGF-β)、金屬肽酶抑制因子2b和基質(zhì)金屬肽酶2的表達(dá)降低,改善青鳉NAFLD癥狀[20]?？ǜ窳袃艚档土颂悄虿〔ASH小鼠Ⅲ型膠原的表達(dá),減少了肝臟重量和纖維化面積,阻止小鼠從NASH向HCC轉(zhuǎn)變[21]。TGF-β是已知的最有效的肝纖維化誘導(dǎo)因子,激活TGF-β會導(dǎo)致Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅳ型纖維連接蛋白和膠原含量增加?？ǜ窳袃麸@著降低了非糖尿病性NASH大鼠肝TGF-β mRNA表達(dá),纖維連接蛋白和膠原含量降低,顯著減輕了肝纖維化。胎盤谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶(glutathione S-transferase placental,GST-P)陽性病變是NAFLD纖維化和脂肪性肝硬化的特征?？ǜ窳袃魷p少了大鼠GST-P陽性病變的數(shù)量和面積,改善肝脂肪變性。在體外實(shí)驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)卡格列凈降低了肝星狀細(xì)胞TGF-β1和α1-Ⅰ前膠原mRNA的表達(dá),抑制HCC細(xì)胞增殖[11]。肝纖維化是慢性肝病癥狀加重并向肝硬化進(jìn)展的關(guān)鍵步驟,在組織學(xué)上是可逆的。SGLT-2i通過減輕甚至部分逆轉(zhuǎn)肝臟纖維化,避免肝細(xì)胞反復(fù)被破壞和修復(fù),減少肝細(xì)胞變性,改善NAFLD癥狀并阻止其向HCC轉(zhuǎn)變。

2.4 SGLT-2i上調(diào)NAFLD患者的肝細(xì)胞自噬

NAFLD肝臟ER應(yīng)激和炎性反應(yīng)與自噬顯著相關(guān),在NAFLD的發(fā)展過程中,肝臟自噬受損,導(dǎo)致肝細(xì)胞凋亡增加。自噬還可以通過調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝改善肝臟脂質(zhì)沉積,調(diào)節(jié)IL-1β的分泌影響巨噬細(xì)胞炎性反應(yīng)[16]。SGLT-2i對NAFLD的益處可能和上調(diào)自噬有關(guān),調(diào)節(jié)肝細(xì)胞自噬可能是其作用靶點(diǎn)之一?？ǜ窳袃粼黾恿烁咧咛秋暳衔桂B(yǎng)小鼠肝臟和正常小鼠肝細(xì)胞自噬標(biāo)志蛋白如LC3 Ⅱ/Ⅰ和自噬相關(guān)蛋白7(Atg7)的表達(dá)水平,增加了肝細(xì)胞中自噬體/自溶酶體含量,提高自噬通量,預(yù)防肝脂肪變性和凋亡[10]。AMPK-mTOR信號通路是調(diào)控自噬的關(guān)鍵通路,AMPK能夠通過磷酸化 mTOR復(fù)合物1中的Raptor蛋白抑制其活性,使自噬發(fā)生和上調(diào)。達(dá)格列凈通過在體內(nèi)和體外激活A(yù)MPK-mTOR信號通路上調(diào)自噬,降低了Zucker糖尿病肥胖(ZDF)大鼠、棕櫚酸刺激的永生化人肝細(xì)胞系LO2和人肝癌細(xì)胞系HepG2脂質(zhì)積聚,改善大鼠肝臟脂肪酸代謝,減輕ZDF大鼠NAFLD癥狀,減少LO2細(xì)胞脂肪變性以及抑制HepG2細(xì)胞的增殖[5]。自噬是機(jī)體維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要機(jī)制,SGLT-2i提高自噬可能有助于恢復(fù)肝臟脂肪酸代謝,清除肝細(xì)胞受損的線粒體,減少細(xì)胞凋亡,保護(hù)細(xì)胞正常調(diào)控以實(shí)現(xiàn)對NAFLD的改善。

3 問題與展望

SGLT-2i對NAFLD有益作用的具體機(jī)制,包括通過調(diào)節(jié)UPR途徑傳感器水平降低肝細(xì)胞ER應(yīng)激,抑制炎性細(xì)胞因子表達(dá)減輕肝臟炎性反應(yīng),阻止炎性巨噬細(xì)胞浸潤,減少膠原和纖維化蛋白生成改善肝纖維化,上調(diào)自噬以減少肝細(xì)胞凋亡,改善肝臟脂質(zhì)沉積。這些都說明SGLT-2i在NAFLD的治療方面具有較大的研究價(jià)值。此外,NAFLD通常與糖尿病緊密相關(guān),二者互相影響,SGLT-2i作為降血糖藥物,在控制糖尿病合并NAFLD患者的血糖方面有著顯著的治療作用。但是SGLT-2i并非特異性NAFLD治療藥物,對于單純NAFLD患者而言,服用SGLT-2i可能導(dǎo)致其出現(xiàn)低血糖癥狀,且SGLT-2i在臨床應(yīng)用過程中存在一定不良反應(yīng),可能導(dǎo)致生殖泌尿道感染和酮癥酸中毒,因此還需要進(jìn)一步的研究探索SGLT-2i對NAFLD患者的具體作用機(jī)制以及最佳使用方案(如服用劑量和頻率等)。隨著進(jìn)一步深入,相信SGLT-2i對NAFLD作用機(jī)制的研究將會為患者帶來福音。