肾素-血管紧张素系统在非酒精性脂肪肝发病中的作用

汪 亮 综述，张 霞 审校

(重庆医科大学附属第二医院消化内科 400010)

非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD)是指除外乙醇因素或其他已知肝脏疾病所致的，以弥漫性肝细胞脂肪变为病理特征的临床综合征，疾病谱包括单纯性脂肪性肝病、非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepatitis，NASH)、脂肪性肝纤维化和脂肪性肝硬化4种病理类型。NAFLD的发病率为17%～33%，其中NASH占 1/3，而且25%～30%的NASH会发展为脂肪性肝硬化[1]。肾素-血管紧张素系统(renin-angiotensin system，RAS)不但起调节血流动力学的作用，而且在肝脏等多个器官发挥类似生长因子的生物学效应，参与了肝脏炎症和肝纤维化病理过程;而拮抗RAS效应可改善胰岛素敏感性，减低肝脏炎症和纤维化程度。本文就RAS在NAFLD发病机制中作用的研究进展进行综述。

1 NAFLD的发病机制

尽管目前NAFLD的病理机制尚未完全明确，但经典的“2次打击学说”仍占主导地位[2-3]。首先“第1次打击”中胰岛素抵抗(insulin resistance，IR)导致脂肪在肝脏大量沉积;且胰岛素对激素敏感性脂肪酶的抑制作用减弱，进而脂肪组织动员，血清中游离脂肪酸(free fatty acid，FFA)浓度迅速升高，超过肝脏处理能力，大量脂肪便在肝脏沉积[4]。“第2次打击”则以线粒体为中心:机体内氧化与抗氧化作用失衡，氧化占优势，产生氧化应激(oxidative stress，OS)，导致中性粒细胞炎性浸润，蛋白酶分泌增加，并生成大量氧化中间产物——活性氧簇(reactive oxygen species，ROS);在肝脏过多的 ROS氧化不饱和脂肪酸导致脂质过氧化反应，生成的脂质过氧化物与线粒体蛋白反应形成复合物，加重线粒体损伤;反过来影响线粒体的FFA代谢，进一步加重肝脏的脂质蓄积;且抑制其正常呼吸链的电子传递，产生更多ROS，为NASH的持续发展提供了分子基础。最终，线粒体合成ATP的能量代谢功能衰竭，加速肝细胞损伤，甚至死亡，启动NAS H及肝纤维化病程。一般认为在NAFLD进程中，IR不仅参与第1次打击，还直接参与第2次打击，且以线粒体损伤为中心。但IR在NASH发生发展中是否起直接的作用尚存在争议。甚至有学者提出IR或许就是NAFLD的一个早期表现或是其原发性病理改变。由此可见，IR、OS、脂质过氧化反应在 NAFLD的发生、发展中起关键作用。

2 RAS在NAFLD发病各个环节中的作用

2.1 RAS的组成和功能 RAS由肾素及血管紧张素(angiotensin，Ang)组成，肾素在血管紧张素转换酶(angiotensin converting enzyme，ACE)的作用下生成 Ang。后者包括血管紧张素Ⅱ(angiotensinⅡ，AngⅡ)、AngⅠ 、Ang-(1-7)3种亚组分。AngⅡ、Ang-(1-7)分别与AngⅢ型(AT 1)受体、Mas受体结合介导血管收缩和舒张。2000年发现血管紧张素转换酶相关羧肽酶(ACE2)是人类ACE的同源物。ACE2的功能与ACE相拮抗:ACE将血管紧张素Ⅰ(AngⅠ)转化为具有缩血管效应的AngⅡ;ACE2则能将AngⅡ转化为舒血管物质Ang-(l-7)，从而达到平衡RAS的作用[5-6]。此外，研究表明 Ang-(1-7)能产生拮抗AngⅡ的作用，有多条途径体内生成Ang-(1-7)，且ACE2是其在生成过程中不可缺少的酶[7]。近来研究认为，RAS由2个作用机制相反的轴组成:具有血管收缩功能的ACE-AngⅡ-AT 1受体轴，以及有血管舒张功能的 ACE2-Ang-(1-7)-M AS受体轴[8]。RAS的最终效应实际上由这两大反向调节轴之间的平衡关系来决定。

RAS是肾脏及心血管的一个主要调节系统，在稳定机体内环境、调节动脉血压和平衡水电解质中起重要作用，且其可以参与心肌及血管平滑肌的增殖和分化。机体处于病理状态时，异常激活的RAS可产生一系列心血管系统病理生理改变，如高血压、心肌梗死、心力衰竭等。既往认为肾素、Ang、ACE分别由肾脏、肝脏、血管系统生成，现已发现除了循环 RAS外，包括许多脏器和组织都存在RAS，如活化的肝星状细胞(hepatic stellate cell，HSC)高表达肝脏局部RAS。后者在各种病理生理刺激下做出反应，调节细胞增殖、ROS生成、激素分泌及肝脏炎症和纤维化。

2.2 RAS的激活与IR

2.2.1 RAS与胰岛素的分泌及其效应的调节 基础理论认为血管紧张素转换酶抑制剂(angiotensin converting enzyme inhibitor，ACEI)或血管紧张素受体拮抗剂(angiotensin receptor blockers，ARB)可抑制 RAS产生代谢效应。NAFLD动物模型予以AngⅡ处理后出现IR程度加重现象，反之敲除AT-1受体或予以ARB预处理后IR明显减轻[9]。AngⅡ通过促进胰岛素受体丝氨酸磷酸化，且抑制胰岛素受体底物1(IRS-1)酪氨酸磷酸化，从而降低胰岛素敏感性[10]。临床研究证实ARB可改善合并高血压病的NAS H患者胰岛素敏感性，调节糖脂代谢紊乱。此外，ACEI或ARB抑制RAS后可减少高血压病患者的糖尿病发生率[11]。主要机制是舒张血管、增加骨骼肌血液循环，改善外周组织胰岛素敏感性，增强机体对胰岛素敏感性，促进胰岛素介导的骨骼肌等外周组织对葡萄糖的摄取和利用，同时促进胰岛素的分泌。其次，抑制RAS后醛固酮的生成减少，细胞内钾离子和镁离子浓度增加，从而改善细胞胰岛素敏感性及胰岛素的分泌。除这些经典的作用机制外，ACEI或ARB可提高胰岛素信号转导通路不同阶段的缓激肽(bradykinin，BK)水平，且增加葡萄糖转运体4(glucose transporter，GLU T4)的基因表达，改善全身和肝脏局部的 IR。研究还发现AngⅡ与AT-1受体结合后可抑制人体脂肪细胞的分化成熟[12]，由此推测抑制RAS可促进脂肪细胞的分化成熟。ARB与AT 1受体结合后激活过氧化物酶增殖体激活受体 γ(peroxisome proliferators-actived receptors gamma，PPARγ)，从而改善胰岛素敏感性。

2.2.2 RAS与脂肪细胞因子 脂肪组织不仅是能量储存器官，还具有内分泌功能，脂肪细胞分泌产生的具有血管活性的激素和细胞因子统称脂肪细胞因子。后者包括脂联素、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosisfactor-alpha，TNF-α)等，进入血液循环，作用于远处靶器官，起经典激素的作用。研究发现AngⅡ抑制脂肪细胞分化，刺激TNF-α合成，并降低血清脂联素水平。相反，予以ACEI或ARB阻断RAS后血清脂联素水平有显著升高，且血清TNF-α水平显著降低。而脂联素具有改善胰岛素敏感性的作用，TNF-α则能抑制胰岛素受体后信号传导和胰岛β细胞分泌胰岛素功能而引起IR。提示RAS可通过调节血清TNF-α及脂联素水平，影响胰岛素的敏感性。以上研究表明，过度激活的RAS通过多种机制降低全身及肝脏局部胰岛素敏感性，产生IR，而抑制RAS则可改善全身和肝脏局部的胰岛素敏感性。然而，另有研究发现NASH患者服用ARB类药物氯沙坦(50 mg/d)，48周后血浆稳态胰岛素抵抗素指数(HOM A-IR)并无显著意义改变。由此提示，究竟是仅氯沙坦无改善IR的作用，还是ARB的异质性所致，尚需大规模前瞻性临床研究来证实。

2.3 RAS的激活与HSC 肝脏损伤修复时，胶原蛋白主要由HSC合成，且被认为是肝纤维化发生的关键因素。HSC活化后生成过多的细胞外基质(extracellular matrix，ECM)，后者在狄氏间隙的沉积和细胞功能变化在肝纤维化发生发展中起直接作用[13]。RAS在众多肝纤维化因素中起重要作用，其中Ang-Ⅱ在肝组织修复、成纤维细胞增殖、胶原蛋白合成中起主要调控作用[14]。进一步的动物研究发现肝纤维化病理过程中HSC的AngⅡ受体基因表达显著增加;而阻断AngⅡ信号转导通路或予以ARB预处理后，HSC活性显著被抑制。活化的HSC分泌Ang-Ⅱ，进而激活还原型辅酶Ⅱ(NADPH)氧化酶，介导肝纤维化，而抑制RAS可延缓不同肝损伤模型的肝纤维化进程。可见，活化的H SC刺激肝脏局部RAS表达，促进肝炎、肝纤维化的发生发展，具体机制如下。

2.3.1 转化生长因子-β(transforming grow th factor-β ，TGF-β) TGF-β是最强的HSC刺激因子，由库否细胞和炎症细胞合成，通过激活HSC在NASH肝纤维化过程中发挥重要作用。研究发现肝纤维化模型予以ARB预处理后，HSC活性显著被抑制，且TGF-β表达下调，肝纤维化程度明显减轻。胆道结扎动物模型发现肝脏局部AngⅡ基因表达上调，且主要由HSC产生，予以ARB处理后TGF-βm RNA表达下调，肝纤维化减轻[15-16]。此外，临床研究发现合并高血压病的NASH患者应用ARB类药物氯沙坦(50 mg/d)，治疗 2年后，与肝纤维化密切相关的TGF-β基因表达也显著下调，且肝组织学检查显示肝脏炎症和肝纤维化改善。可见TGF-β与 RAS激活密切相关，进而活化 HSC，介导肝纤维化。

2.3.2 ROS活化的HSC高表达肝脏局部 RAS，进而刺激ROS生成。AngⅡ可增加细胞内钙离子浓度，激活细胞内蛋白激酶C(protein kinase C，PKC)，磷脂酰肌醇-3激酶(PI3K)/AKT及丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein ki-nase，MAPK)信号转导通路，生成大量 ROS，介导氧化应激所致的肝脏损伤。

2.3.3 蛋白激酶-1(activator protein，AP-1) AP-1作为转录因子调节组织细胞的增殖、分化、凋亡、转化，甚至癌变。受醛固酮刺激的HSC可通过细胞外调节蛋白激酶(extracellular regulated proteinkinases，ERK)1/2信号转导通路激活 AP-1，同时上调AP-1靶基因α1前胶原蛋白的m RNA表达。此外，AngⅡ可通过PI3K/AK T及MAPK信号转导通路，促进肝脏激活AP-1的合成。提示HSC与RAS可共同增强AP-1的致肝纤维化效应。

2.3.4 MCP-1 MCP-1属于人类趋化因子CC超家族(CC subfamily)成员，调节包括单核细胞、淋巴细胞在内的炎症细胞的聚集与活化。肝脏炎症时肝内聚集的炎症细胞通过释放各种炎性介质，启动和维持肝纤维化进程。研究表明肝脏损伤时，AngⅡ通过刺激肝脏局部 MCP-1的基因表达，趋化炎症细胞在肝内的聚集。AT-1基因敲除小鼠和野生型小鼠，经CCL4处理4周后，前者肝脏 MCP-1和CD68阳性细胞水平显著低于后者。此外，肝星状细胞LI90细胞(HSC-LI90)经AngⅡ处理后，MCP-1 m RNA和 Rho/Rho激酶信号转导通路(Rho-kinase pathway)关键信号分子RhoA m RNA表达均上调，并且与活化的HSC呈显著性正相关。可见Ang-Ⅱ刺激HSC分泌MCP-1，诱导炎症细胞向肝内聚集，导致肝脏炎症反应，且这一过程受Rho/Rho激酶信号转导通路的调控。

2.3.5 Rho家族鸟苷三磷酸酶(Rho-GT Pase) Rho-GTPase是细胞内一组关键性的信息传递体，在细胞周期、增殖、黏附、迁移、凋亡等过程中起着十分重要的作用，通过细胞内信号通路活化转录因子。Rho激酶途径在HSC活化的信号转导过程中起关键作用，予以 Rho激酶抑制剂 Y-27632预处理后，NASH动物模型的肝纤维化进展显著延缓。而类似动物研究发现ACEI或 ARB阻断 RAS后同样可抑制Rho激酶活性，减轻肝纤维化[17]。由此推测 RAS通过 Rho激酶途径活化HSC，介导肝纤维化病理改变。此外，Rho激酶还参与调控AngⅡ介导的HSC分泌MCP-1这一过程，与肝脏炎症密切相关。

2.4 RAS的激活与肝脏血流 循环RAS主要起调节血流动力学的作用，AngⅡ收缩血管，而Ang-(1-7)则舒张血管。循环RAS和肝脏局部RAS可相互作用，并与其他的调节系统有内在联系。脂肪性肝硬化时产生两大循环功能紊乱，即门脉高压和高动力循环态，后者主要特征为心输出量增加及外周血管阻力降低。AngⅡ在门脉高压的病理机制中起重要作用，增加肝内血管阻力，促进肝纤维化。此外，门脉高压的发展与内脏动脉舒张所致的外周循环阻力降低密切相关。Ang-(1-7)/AngⅡ的比例与心输出量正相关，而与外周血管阻力负相关。在肝硬化早期心输出量的增加可代偿循环阻力的降低，同时循环RAS生成的醛固酮具有抗利尿作用，从而保证了正常的有效动脉血流量。然而，随着病程的进展和动脉舒张效应的增强，高动力循环失代偿，导致有效动脉血容量不足。持续的动脉低血压将激活 RAS和交感神经系统(sympathetic nervous system，SNS)，增加抗利尿激素的分泌。由于内脏血液循环逐渐耐受AngⅡ、去甲肾上腺素(norepinephrine，NE)及血管加压素的影响，动脉压力的维持则依赖于内脏外的容量血管床的收缩。由此可见，RAS在肝硬化的不同阶段发挥不同作用，关键是两大轴的平衡关系的变化。目前，RAS通过两大轴参与肝硬化的观点越来越明确:ACE-AngⅡ-AT 1受体轴导致肝组织损伤和肝纤维化，维持肝硬化失代偿时的基本血管阻力;ACE2-Ang-(1-7)-M as受体轴则发挥抗肝纤维化作用。硬化患者长期使用心得安可抑制RAS瀑布放大效应，因此，联合盐酸普萘洛尔和ACEI或ARB可能是肝硬化的一个潜在治疗途径。总之，RAS内两轴失衡参与NAFLD脂肪性肝硬化阶段血流动力学紊乱这一病理生理过程，加速肝硬化失代偿进程。

2.5 ACE2-Ang-(1-7)-Mas受体轴的作用 最近研究发现ACE与ACE2的平衡与否对于肝纤维化的发生、发展有重要意义。ACE促进AngⅡ合成，介导肝纤维化;ACE2则对RAS起负性调节作用，通过减少AngⅡ的生成，抑制肝纤维化发展[18]。提示利用重组的ACE2有可能成为NASH的一种潜在的治疗途径。进一步研究发现ACEI或ARB主要是通过升高Ang-(1-7)，而非降低AngⅡ或抑制其与受体结合来发挥抗肝纤维化作用[19]。ACE2-Ang-(1-7)-Mas受体轴[ACE2-Ang-(1-7)-Mas receptoraxis]的调节在肝纤维化发病机制中起重要作用，具体机制尚不明了。以上说明目前NAFLD的ACEI治疗策略并不完善，需细分ACE及Ang的亚组分作用机制，找到更精确的作用靶点。

3 总结与展望

综上所述，现有的研究表明RAS在NAFLD的多个环节中发挥重要作用，尤其是在IR、肝脏炎症和肝纤维化、肝硬化血流动力学紊乱3个方面，仍有许多问题有待解决:如阻断RAS治疗是否在NAFLD的每个阶段都可获益;为何ACEI和ARB的肝脏保护效果呈现明显的差异，ACEI或ARB是否具有类效应;RAS与SNS存何种交叉并联关系，是否不同类的治疗交感依赖性高血压的降血压药物均有潜在的NAFLD治疗作用;如何保持RAS内部平衡;RAS对肝窦内皮细胞功能有什么影响。以上这些问题的回答有助于澄清RAS在NAFLD发生发展中的确切作用机制，同时为制定NAFLD治疗策略寻找新的治疗靶点。

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