基于SIRT1靶点的非酒精性脂肪肝研究进展

唐外姣(综述)，周本杰(审校)

(南方医科大学珠江医院药学部，广州510282)

脂肪肝是肝脏对各种代谢异常改变而产生应激反应所引起的肝实质细胞脂肪变化。病理学上将脂肪肝分成单纯脂肪变性、脂肪性肝炎、脂肪性肝纤维化以及脂肪性肝硬化等四个阶段。按其病因又可分为酒精性脂肪肝和非酒精性脂肪肝(non-alcoholic steatohepatitis，NASH)。NASH的主要发病机制至今尚未完全明确，目前许多理论都停留在假说的阶段，其中以“二次打击假说”最具有说服力。目前发现沉默信息调节因子 1(silent information regulator 1，SIRT1)可以调控人体中胰岛素抵抗(insulin resistance，IR)和抗氧化应激的过程。

1 NASH的病因与发病机制

NASH病程进展缓慢，通常被称为是一种可以逆转，预后良好的肝脏病变。它必须通过非酒精性肝炎才会发展致肝纤维化、肝硬化。目前，NASH是欧洲最常见的慢性肝脏疾病，几乎1/3的不同种群都有脂肪性病变［1］。在我国，随着人们生活方式、饮食结构的改变以及肥胖人口的增加，NASH也随着肥胖、2型糖尿病等代谢相关疾病的增加引起人们的重视。NASH在临床上又分为原发性和继发性，前者主要与肥胖有关，后者则与很多危险因素如糖尿病、高脂血症、空肠回肠短路手术、静脉高能营养、体质量骤减等有关［2-4］。NASH的主要发病机制至今尚未完全明确，目前许多理论都停留在假说阶段，其中以“二次打击假说”最具有说服力。该学说认为IR导致肝脏脂肪沉积成为NASH发病过程中的第一次打击，而在肝脏脂肪沉积基础上所发生的氧应激和脂质过氧化损伤则形成第二次打击，并最终导致NASH 的发生［5］。目前，对NASH形成机制的研究热点主要集中在以下几个方面。

1.1 IR 大量研究证明NASH的发病机制与IR有关，NASH的发生是与IR并存的［6］。IR 与肝脏脂肪堆积有关，IR可减弱胰岛素对脂肪代谢的调节作用，使脂肪组织分解释放游离脂肪酸增多，而脂肪酸可直接经门静脉排至肝脏，在肝细胞内堆积，增多的脂肪酸又可通过抑制胰岛素的信号转导和减少胰岛素的清除而加重IR，线粒体脂肪酸氧化、核因子 κB(nuclear factor-kappa B，NF-κB)炎性细胞因子的表达和脂肪细胞因子导致的氧化应激均有可能是导致第二次打击，这些导致了肝细胞受损、发炎和纤维化［7］。

1.2 肝脏脂质代谢障碍 肝脏脂质代谢稳态的变化是构成各种类型脂肪肝的基础，肝细胞对脂肪酸的摄取多于分泌，从而促使脂肪酸在肝内积聚:①肝脏摄取脂肪酸增加;②脂肪酸的内源性增加;③由于线粒体β-氧化障碍，使脂肪酸代谢降低并转为其他代谢。④脂肪酸与载脂蛋白B结合而以极低密度脂蛋白的形式从肝细胞分泌排出［3］。

1.3 细胞因子的作用 ①肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)和一氧化氮是肝细胞坏死凋亡的诱发因子。脂肪肝尤其是重症脂肪肝时常继发内毒素血症，内毒素可使库普弗细胞释放TNF-α和一氧化氮，诱发肝细胞坏死与凋亡。同时，TNF-α与细胞过氧化物酶体增殖物激活受体α结合，增加细胞内活性氧簇(reactive oxygen species，ROS)形成，诱导细胞死亡，引起一系列与脂质代谢有关的蛋白质和酶基因的转录水平降低，促使脂肪肝发展。②转化生长因子β1可促使胶原合成因子在全身各脏器尤其是肝脏纤维化疾病中起作用，而乙醇、乙醛等可增加库普弗细胞和肝星形细胞分泌转化生长因子。研究表明，在实验性大鼠酒精性模型中肝细胞内转化生长因子β1等细胞因子明显增加，与血清中的转化生长因子β1升高水平相当［8］。

1.4 氧应激和脂质过氧化反应 氧应激状态指来自分子的游离基或ROS产生及其代谢物平衡被打破或解毒功能下降，即促氧化物与抗氧化物之间的动态平衡失调［3］。氧应激可引起细胞内ATP衰竭和谷胱甘肽水平下降等一系列改变，最终导致肝细胞死亡。ROS除直接造成肝损伤外，还可与膜磷脂的多不饱和脂肪酸起过氧化反应或脂质过氧化，而过氧化脂质不仅使内源性ROS增加、毒性增加，还可抑制抗氧化等，增加外源性过氧化物毒害的敏感性，从而导致肝损害及脂肪肝［8］。

1.5 环境及遗传因素 饮食、锻炼情况、生活习惯、肠道菌群紊乱及内外毒素等因素可能在NASH的发生、发展中起一定作用［9］。Sreekumar等［10］的研究表明，在肝硬化阶段NASH有16种基因异于常人，在维持线粒体的功能方面超氧化物歧化酶、乙醛还原酶、辅酶A等表达不足，而过度表达的基因(如C3等)可能与胰岛素敏感性受损有关。郭艳梅等［11］测定并对照分析细胞色素P4502E1基因多态性，结果NASH与正常组和非脂肪肝组相比明显升高，但与酒精性肝病无明显差别，而在NASH中肝炎和肝硬化的差异也有统计学意义，从而认为NASH与CYP2E1酶基因多态性有关。这方面的研究正在深入，如载脂蛋白E3的基因型也被认为在NASH的发病中有一定作用［12］。

2 NASH的常用治疗方法

由于发病机制不明确，当前尚无一种特异性的NASH治疗手段或药物。现阶段对NASH的治疗方法主要有以下几种。

2.1 控制体质量 体质量过重和肥胖是NASH最常见的危险因素，并且肥胖还可诱发IR和加重内毒素对肝脏的损伤。因此，减肥是肥胖性脂肪肝的常规治疗措施。但需要注意的是体质量减轻过快反而会加重脂肪肝门脉区炎症、纤维化及胆汁淤积程度。目前推荐的理想减重速度为每周0.5～1 kg，循序渐进，尽可能把体质量控制在标准范围内［13］。

2.2 药物治疗 目前临床用于NASH治疗的药物包括以下几类:胰岛素增敏剂(双胍类、噻唑烷二酮类)、调血脂药物类(羟甲基戊二酰辅酶A还原酶抑制剂)、抗氧化剂(维生素C及维生素E)、肝细胞保护剂(熊去氧胆酸、谷胱甘肽及多稀磷脂)、细胞因子(抗TNF-α及己酮可可碱)等。肝组织学病变的缓解程度是评价NASH药物疗效的金标准。尽管上述药物均能不同程度地改善血清肝酶等指标的异常程度，但大样本的荟萃分析发现，大部分药物均不能有效缓解肝组织学炎症病变程度［14］。

2.3 肝脏移植术 肝移植可延长患者生命，常是NASH终末期的选择。但此项治疗费用较昂，且移植肝仍会复发NASH，且很快从单纯性脂肪变性进展为脂肪性肝炎，表明肝移植并不能治愈潜在的代谢紊乱。因此，也不是治疗NASH的最佳方法［15］。

3 SIRT1与NASH的关系

3.1 SIRT1及其主要生物学功能 SIRT1是NAD+(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸根)依赖的蛋白去乙酰化酶，SIRT1属于Sirtuin家族，最初定义为NAD+依赖的去乙酰化酶家族，可使多种蛋白质的赖氨酸残基发生去乙酰化。Sirtuin是一类进化上高度保守的蛋白质，参与了细胞内多种生物学事件的发生，尤其是在细胞生存、寿命和物质代谢中具有重要作用［16］。SIRT1也参与调节葡萄糖内环境稳定和胰岛素分泌。越来越多的证据表明，SIRT1表达下降或活性改变可能与IR相关性疾病的发病相关［17］。

3.2 SIRT1防治NASH的可能机制

3.2.1 改善胰岛素敏感性 从NASH现有治疗方法来看，控制体质量即对机体进行能量限制是非常重要的治疗手段。研究表明，SIRT1能量限制在大鼠脂肪、大脑、肾脏和肝脏中高表达，血清中胰岛素和胰岛素样生长因子降低［18］。能量限制引起的与SIRT1相关的改变主要包括胰岛素敏感性增加和相应血糖、胰岛素水平降低［19］。酪氨酸蛋白磷酸酶(家族成员酪氨酸蛋白磷酸酶1B)可通过磷酸化抑制胰岛素受体阻断胰岛素信号的正常传递，是造成外周及肝内IR的重要分子。研究资料证实，SIRT1能在染色质水平抑制酪氨酸蛋白磷酸酶1B，从而改善胰岛素的敏感性［20］。此外，已有研究结果显示，SRT1720、SRT2104和SRT2183等SIRT1的小分子激动剂可以产生与能量限制和加强锻炼的同等效应，改善胰岛素的敏感性，降低葡萄糖浓度并增强线粒体功能。大鼠高胰岛素血症的血糖钳夹实验显示，小分子SIRT1激动剂能改善全身血糖的内环境平衡和脂肪组织、骨骼肌、肝脏的胰岛素敏感性。除增加葡萄糖摄取、促进胰岛素信号转导和减少胰岛素受体的底物1的丝氨酸磷酸化外，还能减轻TNF-α引起的 IR［21］。

3.2.2 改善肝脏脂质代谢 肝脏是脂肪酸代谢的主要器官，脂肪酸的摄取、合成与氧化、分泌的平衡是维持肝内正常脂质含量的重要机制，脂肪酸的来源增加及清除减少是造成肝内脂质堆积的主要原因。肝脏内葡萄糖可以诱导脂肪形成相关基因的表达(如脂肪酸合成酶)，它是葡萄糖从头合成脂肪酸的关键酶，可使游离脂肪酸生成三酰甘油增加［22］。葡萄糖会使乙酰辅酶A羧化酶表达增加，它不仅促进脂肪酸的合成增加，还抑制脂肪酸氧化。研究表明，SIRT1激动剂白藜芦醇、人工合成的S17834能通过增强SIRT1脱乙酰基酶的活性，促进其下游丝氨酸-苏氨酸激酶11和磷酸腺苷活化的蛋白激酶的表达，进而抑制脂肪酸合成酶和葡萄糖会使乙酰辅酶A羧化酶的表达，最终改善小鼠肝脏的脂肪沉积［23］。过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1α是肝脏脂质代谢的重要调节分子，过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1α剔除小鼠禁食后肝脏内明显脂质堆积，SIRT1则能通过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1α途径，促进肝脏线粒体脂质的代谢，从而减少肝脏内的脂质［23］。

3.2.3 抗氧化应激 脂肪酸氧化异常产生的过量ROS是造成NASH氧化应激损伤的主要根源，而早期电子在呼吸链上的堆积是形成ROS的重要原因。动物实验发现，NASH肝内线粒体数量减少、功能下降，能量限制则通过增加线粒体的生成改善肝脏的氧化应激损伤。因此，有学者提出促线粒体生成可作为减缓氧化应激损伤的策略之一。抗氧化酶是细胞清除过剩ROS的重要途径。氧化应激损伤既可来自ROS的过量产生，也可由抗氧化机制的下调所致。研究发现，NASH肝内抗氧化酶谷胱甘肽的表达明显下降，脂质过氧化产物丙二醛和4-羟基壬烯醛明显增加，提示抗氧化机制的缺陷是造成NASH氧化应激损伤的重要原因。研究资料证实，SIRTl激动剂能增加肝内线粒体的生成，并促进肝内抗氧化酶锰超氧化物歧化酶的表达，从而提高NASH抗氧化应激能力［24］。

3.2.4 抗炎 食物中的脂质可以通过Toll样受体4激活NF-κB，NF-κB又促进主要促炎因子白细胞介素6、TNF等的表达。长期的高脂饮食和由此导致的肥胖可以通过上述途径诱发炎性反应，导致肝内的促炎因子量显著增加，最终引起NASH。多个研究证实，SIRT1能从不同水平抑制NF-κB的活性，进而减轻细胞的炎性反应，其激动剂白藜芦醇能抑制TNF-α诱导NF-κB抑制蛋白的激活，减缓NF-κB抑制蛋白的降解，阻断NF-κB活化。SIRT1还可将p65亚基第310位的赖氨酸去乙酰化抑制NF-κB，从而减轻其诱导的炎性反应。同时，由于ROS是NF-κB重要的激活剂，因此SIRTI通过降低细胞内ROS水平也可减弱 NF-κB 的激活程度［25］。

4 结语

NASH在人群中十分常见，以IR和氧化应激为主体的“二次打击”学说是当前解释其发病机制的主要理论依据。通过对NASH发病机制的研究，可以发现SIRT1在对NASH的防治过程中是一个很重要的切入点。SIRT1因为其具有改善机体的胰岛素敏感性、改善肝脏脂质代谢、抗氧化应激及抗炎等作用，而成为研究防治NASH的热点。因此，完全可以基于SIRT1这一重要靶点来寻找开发新一代的NASH防治新药。

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