S-腺苷蛋氨酸在肝脏疾病发生发展中作用的研究进展

李昱江，诸葛宇征

(南京市鼓楼医院消化科，江苏南京 210008)

S-腺苷蛋氨酸(S-Adenosylmethionine，SAMe)由Cantoni在1951年发现［1］，至今已经有许多年。通过这些年的研究，人们对SAMe的合成与代谢及其生物学功能都有了比较全面的了解，而对SAMe在肝脏疾病中作用的研究也取得了较大的进展。本文将对S-腺苷蛋氨酸生物学功能及其在肝脏疾病发生发展中作用的研究进行综述。

1 SAMe的合成与代谢

在哺乳动物体内，SAMe由三磷酸腺苷(ATP)与蛋氨酸在蛋氨酸腺苷转移酶(methionine adenosyltransferase，MAT)的作用下生成［2］。目前已知的哺乳动物有3种MAT:MATⅠ，MATⅡ，MATⅢ。MATⅠ和MATⅢ是MATlA的基因产物，表达于成熟肝细胞中，而MATⅡ是MAT2A的基因产物，在肝癌细胞及未分化成熟肝脏组织中表达［3］。由此可见，在哺乳动物肝脏中SAMe的合成主要需要MATⅠ/Ⅲ的辅助作用。SAMe的药理作用主要通过甘氨酸-N-甲基转移酶(GNMT)来完成。GNMT是肝脏中含量最高的甲基转移酶，是蛋氨酸代谢的一个重要因素，SAMe在GNMT的作用下生成S-腺苷同型半胱氨酸(SAH)，最终生成谷胱甘肽等一系列重要的分子，参与体内众多的生物学反应。研究发现，在GNMT缺乏时血浆中的SAMe会有数倍的增高。Wang等［4］的研究表明GNMT能够增加叶酸的水平，并能够增加叶酸依赖的SAH的表达，但其机制尚未明确。

2 SAMe的生物学功能

人体内大约85%的甲基化反应及50%的蛋氨酸代谢在肝脏中进行，由此可见肝脏是SAMe最重要的产生和利用的器官［5］。SAMe参与着体内众多的生化反应，目前已知SAMe具有转甲基、转硫基、转丙胺基等作用，也是半胱氨酸、牛磺酸、谷胱甘肽(glutathione，GSH)、辅酶A等重要物质的前体或作用底物。其主要生物学作用包括:(1)SAMe是体内最重要的甲基供体，目前已发现至少有35种甲基转移反应需要SAMe提供甲基，如对细胞膜磷脂的甲基化作用有利于恢复膜的流动性及钠泵、Na+-H+转运活性及胆汁的排泄。通过甲基化作用灭活儿茶酚胺及雌激素，阻止雌激素对胆汁、胆盐成分的不良影响，恢复肝Na+-K+-ATP酶活性。(2)SAMe能够通过转硫基作用生成高半胱氨酸，随后分解代谢生成半胱氨酸，再生成GSH，GSH是生物体内重要的抗氧化及解毒物质，能够促使胆汁酸经硫酸化途径转化，改善胆汁酸代谢系统的解毒功能。(3)SAMe通过转丙胺基反应产生的多聚胺则是合成多种生物活性物质的重要元素。SAMe作为一种有效的治疗肝内胆汁淤积的药物，其临床功效已经得到验证［6］。

2.1 SAMe在肝炎中的作用

近年来的研究表明SAMe在肝炎中疗效也很显著。王厚安等［6］将92例慢性乙型肝炎高度黄疸患者随机分为两组，治疗组47例，对照组45例，在使用甘草酸二铵、还原型GSH及促肝细胞生长素治疗基础上，治疗组应用SAMe，对照组加用门冬氨酸钾镁治疗，疗程4周。结果提示治疗组对慢性乙型肝炎高度黄疸的疗效优于对照组，提示SAMe治疗慢性乙型肝炎高度黄疸疗效较好。张学军等［7］对98例慢性重型肝炎患者在综合治疗的基础上，随机分为治疗组和对照组，各49例，治疗组应用 SAMe，对照组则未加用SAMe治疗，对两组患者进行对照分析，结果发现治疗组临床症状、肝功能改善明显，随访5年，治疗组疗效明显高于对照组。提示SAMe对慢性重型肝炎有较好的治疗作用。其机制可能与SAMe可以明显增强肝脏GSH水平，明显增强谷氨酰半胱胺合成酶(GCS)、谷胱甘肽还原酶(GSSG-R)和谷胱甘肽转移酶(GSH-ST)活性，降低谷胱甘肽过氧化酶(GSH-T)活性有关。SAMe可显著增强肝细胞活力，促进受损的肝细胞修复，并可以使胆汁分泌增多，属于分泌性利胆药［8］。

2.2 SAMe抑制肝纤维化形成的作用

近些年，有关SAMe在肝癌和肝纤维化/肝硬化发生、发展等方面的研究取得了显著的进展，引起越来越多的关注。肝纤维化是肝脏对各种慢性刺激或损害因素的一种损伤愈合反应，它的特征是以Ⅰ型胶原蛋白为主的细胞外基质(extracellular matrix，ECM)在肝脏内大量过度沉积［9］。而ECM的最直接来源是肌成纤维样细胞(myofibroblast-like cell，MFB)，在肝脏受到各种慢性刺激或损害时，肝脏中原本处于静止状态的肝星状细胞(hepatic stellate cell，HSC)受刺激被激活转变成MFB，这也是肝脏中MFB的主要产生途径，因此HSC也被认为是肝纤维化的中心环节［10-11］。

Karaa等［12］通过对成年大鼠分别饮用乙醇和乙醇联合脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)建立大鼠慢性肝损伤动物模型，分为5组:C组为单纯 LDC(Lieber-DeCarli)液体饮食，S组为LDC液体饮食的同时每日腹腔注射SAMe，E组为乙醇联合LDC液体饮食，EL组为在乙醇联合LDC液体饮食的同时每周两次腹腔注射LPS，ELS组为在乙醇联合LDC液体饮食的同时每周两次腹腔注射LPS和每日一次腹腔注射SAMe，处理8周后，通过显微镜及免疫荧光观察肝组织发现ELS组较EL及E组肝损伤明显减轻，通过免疫印迹法检测肝组织中Ⅰ型胶原蛋白和α-SMA也发现ELS组显著低于EL及E组，因此研究者认为SAMe对于肝损害有保护作用，且能够降低Ⅰ型胶原蛋白的表达。Kyle等［13］从雄性SD大鼠中分离出原代HSC细胞，培养13～15 d后使其活化，当在培养液中给予一定浓度SAMe后，原代培养的HSC活化受到抑制，细胞内胶原蛋白较对照组降低，在一定范围内随着SAMe浓度增加，HSC内Ⅰ型胶原蛋白降低越明显。Matsui等［14］也发现SAMe对原代培养的血小板衍生的生长因子-BB(platelet-derived growth factor-BB，PDGF-BB)刺激的HSC增殖有明显的抑制作用。我们的实验结果也表明SAMe能够抑制HSC的增殖、促进其凋亡，并能够阻滞人源LX-2型HSC细胞株于S期。

以上体内和体外研究提示，SAMe可能具有预防或治疗肝纤维化的作用，但人们对其抑制肝纤维化的分子机制依然缺乏了解。Kyle等［13］认为SAMe增加了细胞内的泛素化水平，HSC内的胶原蛋白可以通过泛素化途径降解，同时他们检测了NF-kB的靶基因IL-6水平，发现SAMe增加了IL-6的表达，因此认为HSC细胞外胶原蛋白的降解与NF-kB通路有关。Matsui等［14］在研究SAMe对HSC增殖抑制的同时，用免疫印迹法检测了总的ERK、AKT蛋白及其磷酸化的蛋白水平发现，在SAMe作用后磷酸化的ERK及AKT均明显降低，认为SAMe的作用与抑制ERK、AKT蛋白磷酸化有关，因此SAMe可能与丝裂原激活的蛋白激酶(mitogen activated protein kinase，MAPK)途径有关。Natalia等［15］研究认为SAMe降低Ⅰ型胶原的表达是通过降低HSC中COL1A2启动子活性起作用的。国内学者刘梅等［16］用次氮基三乙酸铁(Fe-NTa)和SAMe共同培养肝细胞和HSC，检测超氧化物歧化酶(SOD)活力和丙二醛(MDA)含量，发现SAMe可增加肝细胞和HSC的SOD活力，降低其MDA含量，而在培养的HSC中加入不同浓度的SAMe，用ELASA方法检测发现HSC中TGF-β表达受到抑制，这些发现提示SAMe能够保护肝细胞和HSC免受氧应激损伤，抑制HSC 分泌 TGF-β。Karaa等［12］发现 SAMe能够抑制内源性TGF-β及其通路相关分子Samd4的表达，促进Smad7的表达。众所周知，TGF-β是介导肝纤维化最重要的细胞因子，能够促进HSC的增殖活化，因此SAMe是否能够通过TGF-β信号通路抑制肝纤维化的过程尚待研究证实。

Komal等［17］通过胆管结扎建立大鼠肝纤维化模型，原代提取HSC，通过观察发现在HSC活化过程中MAT2A逐渐增多，而胞内的SAMe却逐渐降低。在原代细胞或LX-2-HSC中将MAT2A或MAT2β沉默后，胶原蛋白及α-SMA的表达均降低，细胞增殖受抑制，凋亡增加。而在LX-2-HSC中敲除MAT2A，细胞内的SAMe水平增加。因此作者认为，在HSC活化过程中MAT2A逐渐被诱导，并且这是HSC活化必需的环节。这一研究结果提示SAMe可能通过抑制MAT2A影响肝纤维化的过程。综上所述，SAMe可能通过抑制HSC的增殖和活化，进而预防和治疗肝纤维化，但内在机制尚需深入探讨。

2.3 SAMe在肝癌中的作用

SAMe在肝癌中作用的研究起步较早，机制研究得也较为深入。Rosa等［18］采用致癌物质和部分肝切除诱导大鼠肝癌模型，处理20周后分为SAMe治疗组和对照组。在用药6、12和24周后发现，SAMe组的增生结节及肝癌发生率均低于对照组，同时他们发现SAMe能够显著降低实验大鼠的增生结节和肝癌的数量和大小。MATO等［19］研究发现外源性SAMe能够预防大鼠肝细胞癌的发生，抑制肝癌细胞的生长。Shelly等［20］将大鼠H4IIE肝癌细胞直接接种到大鼠肝脏，并在24 h后静脉输注SAMe，结果发现SAMe可以显著降低大鼠肝癌的成瘤率，同时肿瘤的体积也明显低于对照组，但对于已成瘤的大鼠，SAMe并不能抑制肿瘤生长，其具体原因尚需进一步研究。

目前对SAMe在肝癌中的作用机制的研究也在逐步深入。研究发现经SAMe治疗的动物会诱导bcl-x表达。bcl-x能选择性地拼接基因产生两种不同的mRNA和蛋白质，分别为 bcl-xl和bcl-xs，其中bcl-xl是抗凋亡的，而bcl-xs是促凋亡的。SAMe和MTA在HepG2细胞中通过增加目标基因的拼接选择性诱导bcl-xs。进一步的研究表明在肝癌细胞中，SAMe和MTA可以通过影响细胞磷酸化状态和选择性拼接基因来诱导bcl-x，使细胞凋亡。SAMe和MTA促进肝癌细胞凋亡的另外一种机制是它们能抑制甜菜碱高半胱氨酸甲基转移酶(BHMT)的表达。研究表明SAMe和MTA都能在转录水平抑制BHMT的表达，而且MTA的抑制效果达到80%以上。同型半胱氨酸合成的减少会导致内质网应激，这也会导致细胞的凋亡。而重要的是，在正常肝细胞中SAMe和MTA不影响BHMT的表达［21］。

前文已叙及，肝癌细胞中由MAT2A基因编码的MATⅡ表达增多。现有研究发现，在一定条件下，MAT1A基因和MAT2A基因的表达可以转化:在肝细胞癌发生过程中MAT1A表达逐渐降低，而MAT2A的表达逐渐增高。目前的观点认为上述的动态过程在肝癌发生过程中非常重要，因此，关于SAMe与MAT基因与肝癌发生发展的相关性研究引起广泛关注［22］。Garcia-Trevijano等［23］在体外对大鼠肝细胞研究发现，SAMe可以显著增加MAT1A mRNA水平，降低MAT2A mRNA水平，对白蛋白 mRNA水平没有影响，提示SAMe作用的特异性。Mercedes等［24］的研究表明SAMe能够阻断AICAR(5-Aminoimidazole-4-carboxamide 1-β-D-ribofuranoside，一种可通透细胞膜AMP-activated protein kinase的激活剂)和肝细胞生长因子(hepatocyte growth factor，HGF)上调大鼠肝细胞MAT2A mRNA的效应。这种效应与SAMe能降低AICAR对MAT2A mRNA在肝细胞的稳态有关。Garcia-Trevijano等［25］研究发现在SAMe缺乏的MAT1A基因敲除小鼠中，增殖细胞核抗原表达增加，并且倾向于形成肝细胞性肝癌，这也从另一方面印证了SAMe影响肝细胞癌形成过程。除了上述机制，还有很多学者提出了其他可能的机制。Shelly等［20］发现SAMe诱导ⅩⅧ型胶原蛋白表达，但抑制血小板衍生的生长因子-α(platelet-derived growth factor-α，PDGF-α)和中期因子(midkine)表达，从而抑制肿瘤血管的形成。Rountree等［26］的研究发现从高龄Mat1a-/-小鼠分离出来的CD49f+CD45-细胞癌基因和OC相关基因表达增加，表明缺乏SAMe可能诱导肝癌干细胞增殖。SAMe除了对肝癌细胞有抑制作用外，对正常的肝细胞也有保护作用。钱永等［27］回顾分析SAMe在肝癌TACE围术期治疗中的疗效，发现SAMe在TACE围术期的治疗中对肝功能的保护作用明显。其保护肝细胞的机制可能为SAMe能够保护肝细胞免受氧化应激损伤。

3 展望及结语

SAMe作为一种治疗各种原因引起的肝内胆汁淤积的药物，已被临床医师认可。由于SAMe在体内，特别是肝内的广泛存在，及其所具有强大的生理作用，人们对SAMe的研究也在深入。我国是肝病大国，相关的研究已经发现SAMe以及MAT基因参与了肝炎、肝纤维化和肝癌发生发展的过程，但这些研究还不深入，还有许多问题有待从分子水平上阐述，如SAMe对HSC活化影响的分子机制。另外，作为机体内最重要的甲基供体，SAMe和与细胞生物学特征有重要关系的信号通路的相互作用，SAMe对参与肝纤维化过程中基质降解和重建的蛋白酶的调节等问题都有待于解决。我们相信，通过深入的研究，不但能够在分子水平上丰富我们对慢性肝病发病机制的认识，同时也为预防和治疗慢性肝病探索新的途径。

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