非酒精性脂肪肝的发病机制研究进展

殷杰 综述 李万平审校

（泸州医学院药理学教研室，四川 泸州646000）

非酒精性脂肪性肝病（Non－alcoholic fatty liver disease，NAFLD）是一种无过量饮酒史，以弥漫性肝细胞大泡性脂肪变性为主要特征的临床病理综合征。其病程包括单纯性脂肪肝、脂肪性肝炎和脂肪性肝纤维化，最后可能演变成肝硬化和肝癌［1］。NAFLD的发生、发展涉及到遗传、环境和生活方式等多种因素，与肥胖、高脂血症、胰岛素抵抗、糖尿病等有关，被认为是代谢综合征的组成部分。近年来，随着人们生活水平的提高、生活方式的改变，我国的NAFLD发病率明显上升且呈年轻化趋势，现在NAFLD已成为仅次于病毒性肝炎的第二大肝病。了解关于NAFLD发病机制的最新研究进展，对遏制脂肪肝的发展趋势有着十分重要的意义。现将NAFLD的发病机制做一综述，如下：

1 NAFLD的发病机制

NAFLD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“二次打击”［2］被认为是目前最为成熟的解释NAFLD发病机制的学说。以胰岛素抵抗为最中心环节导致肝细胞脂肪变性、肝脏脂肪沉积，为NAFLD发病中的首次打击。而以在此基础上发生的，以线粒体反应氧体系为核心的氧化应激和脂质过氧化对肝脏的损伤是NAFLD发病中的第二次打击。肝脏因此出现炎症。而肝脏炎症的持续存在，加上细胞因子及其它因素的综合作用，导致炎症进一步发展为肝组织坏死和纤维化，并出现炎症——坏死的循环。

1.1 胰岛素抵抗（Insulin resistance，IR）

IR引起NAFLD的主要原因是脂代谢紊乱和高胰岛素血症，三者之间有着复杂的因果关系。有研究认为［3］其作用机制为：IR可减弱甚至破坏胰岛素对脂肪代谢的调节作用，减弱对激素敏感性脂肪酶的抑制作用，使外周脂肪分解增强，血清中游离脂肪酸（Free fatty acid，FFA）浓度迅速升高，FFA可直接经门静脉排至肝脏，导致肝脏摄取的FFA增多。开始时机体可发挥代偿机制，通过升高血清中胰岛素水平，将大量FFA转换成三酰甘油（Triglyceride，TG）并运至外周脂肪组织贮藏，但随着载脂蛋白的耗竭，TG因无法运出而在肝细胞中贮存。随着IR的发展，高胰岛素血症将不足以实现其代偿作用，而过多的FFA使得肝脏对FFA氧化和利用不足，导致肝细胞线粒体氧化超载，肝细胞内脂肪酸的储积增加，从而加重肝细胞内脂肪变性。另外增多的FFA也可通过抑制胰岛素的信号转导，减少胰岛素的清除，加重IR。这造成了NAFLD和IR间的恶性循环。

1.2 活性氧簇、氧应激及脂质过氧化损伤

活性氧簇（Reactive oxygen species，ROS）产生于线粒体氧化还原反应过程中，它在二次打击中都起到了非常重要的作用。在正常情况下，肝细胞吸收血清中FFA后会进行β氧化，同时产生少量ROS，与细胞自身的抗氧化物质相抵消。在初次打击过程中，大量的FFA使肝细胞线粒体β氧化速度代偿性加快，进而导致了大量ROS的产生。ROS可促进线粒体通透转换孔（MPTP）开放，释放细胞色素C（CytC）和凋亡诱导因子（AIF），诱导活化的Caspase复合物生成，引起细胞凋亡［4］。ROS还可通过激活Fas配体／Fas系统来诱导细胞凋亡。在细胞凋亡同时，ROS会诱导产生一系列细胞因子以及炎性黏附因子来引起肝组织的纤维化改变。此外随着细胞自身的抗氧化物质的消耗，氧化系统和抗氧化系统逐渐失衡，氧应激由此而生。ROS与生物膜的磷脂、酶、和膜受体相关的多不饱和脂肪酸的侧链及核酸等大分子物质起脂质过氧化反应，形成脂质过氧化产物（Lipid per oxide，LPO）［5］，如丙二醛（MDA）和4－羟基壬烯酸（HNE）。LPO可趋化中性粒细胞，增加炎症细胞浸润。同时LPO可激活星状细胞，使胶原活化，促进肝纤维化，最终导致细胞结构和功能的改变，加重脂肪肝发展。LPO还可使细胞膜的流动性下降，从而抑制氧化呼吸链上的电子传递，使之产生更多ROS和LPO，形成恶性循环。

1.3 脂肪细胞因子

1.3.1 脂联素

脂联素，是由脂肪细胞特异性表达的一种保护激素。脂联素的作用机制可能为：①通过活化AMP激酶和过氧化物酶增殖体受体－γ（PPAR－γ），来降低脂肪酸合成和加强脂肪酸的β氧化，再以此来抗脂肪变性和增加胰岛素敏感性［6］；②通过促进IL－1O和金属蛋白酶组织抑制因子－1的表达，而具有抗炎作用；③通过降低脂肪酸向肝脏转运的分子（如解偶联蛋白2）的表达，促进肝内脂肪酸氧化。另外，不同于其它脂肪因子的分泌，脂联素的血浆浓度随着脂肪组织容积的变大而下降［7］。

1.3.2 抵抗素

抵抗素是一种由脂肪细胞分泌的多肽类细胞素，属于富含半胱氨酸的分泌型蛋白质抵抗素样分子家族（RELMs）中的一员。该因子的生物学效应还没有完全研究清楚，有研究认为抵抗素具有抵抗胰岛素的作用。抵抗素的作用机制可能为：①通过抑制AMPK在肝脏和骨骼肌中的活性，影响机体的糖代谢［8］。②阻碍胰岛素信号转导，如阻碍胰岛素信号的PI3K／Akt途径［9］；通过胰岛素受体底物（IRS）磷酸化抑制胰岛素信号传导［10］；上调SOCS－3表达，阻止胰岛素受体磷酸化［11］。③影响肝脏脂代谢，增加肝脏脂质含量，诱导肝脏脂肪变性和胰岛素抵抗，增加TNF－a和IL－6的表达［12］。但还有许多不同甚至完全相反的研究结论，如，Pagano等［13］研究认为，血浆抵抗素与IR和BMI均无明显相关性。因此，对于抵抗素还有待展开深入研究。

1.3.3 内脂素

内脂素（Visfatin）一种新发现的脂肪细胞因子，主要由内脏而非皮下脂肪组织分泌。目前有研究表明：①Visfatin具有不依赖胰岛素的类胰岛素样作用，它能够直接结合并激活胰岛素受体，并能通过其长期作用调节外周组织胰岛素的敏感性。②Visfatin可促进脂肪细胞对葡萄糖的摄取并转化为甘油三酯沉积，通过自分泌／旁分泌途径作用于内脏脂肪组织，促进内脏脂肪组织分化合成、积聚，从而加重内脏脂肪堆积，加重胰岛素抵抗［14］。③Visfatin与组织炎症密切相关。但也有研究得出了不同结论，所以目前对Visfatin生物学作用及机制研究结论还有待展开深人探讨。

1.3.4 瘦素

瘦素是一种由肥胖基因编码，起调节机体脂质代谢作用的多肽激素，其主要由脂肪组织产生。目前有关瘦素的作用机制尚不明确，有研究认为：①高瘦素水平和瘦素抵抗可以提高胰岛素水平，促进胰岛素抵抗，并影响肝细胞的胰岛素信号转导通路，导致肝细胞内脂肪酸含量增加，最终导致肝细胞变性。②瘦素具有炎症促进作用。③瘦素参与肝纤维化的形成，并在其中起着关键作用。瘦素可刺激巨噬细胞分泌TNF－a和白细胞介素－6（IL－6），促进肝星状细胞分化，从而促进肝纤维化的发生和发展［15］。

1.3.5 肿瘤坏死因子－α

肿瘤坏死因子－α（Tumor necrosis factor－alph，TNF－α）是主要由活化的单核／巨噬细胞产生的、能杀伤和抑制肿瘤细胞的细胞因子。肝脏是TNF－α重要的靶器官，TNF－α可通过多种途径参与NAFLD的发生、发展：⑴TNF－α是强烈的中性粒细胞趋化因子，可以引起大量的中性粒细胞浸润，直接对肝细胞造成实质性损害；⑵TNF－α可通过膜型TNF－a与肝细胞膜上受体结合，活化Caspase－8，进而活化Caspase－3导致肝细胞凋亡；⑶TNF－α能活化鞘磷脂酸，阻碍线粒体氧化呼吸链上的电子传递，抑制线粒体的呼吸功能，进一步增加ROS的产生和脂质过氧化，而ROS又可促使TNF－α合成增加，形成恶性循环；⑷TNF－α可诱发IR，其主要机制可能为［16－17］：①TNF－α通过胰岛素受体底物（IRS）丝氨酸磷酸化，抑制IRS酪氨酸磷酸化，从而损害胰岛素信号通路，减弱胰岛素信号转导，诱发IR；②TNF－α可直接抑制脂肪细胞中葡萄糖转运子－4（GLUT－4），使其表达下降，从而抑制胰岛素刺激的葡萄糖转运，诱发IR；③TNF－α可促进脂肪细胞的分解及游离脂肪酸（FFA）的释放，FFA又可通过抑制胰岛素信号转导以及对胰岛素分泌的影响从而加重IR；④TNF－α可通过下调脂肪细胞过氧化物酶体增殖因子活化受体－γ（PPAR－γ）来降低胰岛素敏感性从而加重IR；⑤由TNF－α诱生的其他细胞因子，如IL－6等可加重IR。

1.3.6 成纤维细胞生长因子21

成纤维细胞生长因子21（Fibroblast growth factor 21，FGF－21）是一种主要在肝脏和脂肪细胞中表达的脂肪细胞因子，是FGFs超家族成员之一。FGF－21具有独立的类胰岛素作用以及降低胰岛素水平、提高胰岛素敏感性的作用，可改善葡萄糖代谢。同时，FGF－21可通过抑制固醇调控元件结合蛋白－1、减少与脂肪酸及甘油三脂合成有关的基因表达、激活解偶联蛋白1与2的表达，增加能量消耗、促进脂肪利用和脂类排泄，从而降低肝脏甘油三脂水平。这提示FGF－21具有治疗脂肪肝所必需的特性。有研究发现［18］，血浆FGF－21与肥胖（尤其是腹型肥胖）、脂代谢紊乱、胰岛素抵抗有关，推测FGF－21可能在脂肪肝的发生、发展过程中起了一定的作用。

1.3.7 视黄醇结合蛋白4

视黄醇结合蛋白4（Retinol binding protein 4，RBP4）是一种主要来源于肝脏和脂肪细胞的特异的转运蛋白。作为一种脂肪因子，它通过一系列复杂的途径与IR相关。RBP4可能通过降低磷脂酰肌醇3激酶（PI3K）的活性，抑制胰岛素受体底物（IRS1）的酪氨酸磷酸化，并直接诱导磷酸烯醇或丙酮酸激酶基因表达，来增加肝糖输出，从而参与IR的发生。基于IR在NAFLD发病中的重要作用，RBP4可能与NAFLD相关，甚至可能是NAFLD发病的独立危险因子。有研究证实了这一点［19］。不过RBP4对NAFLD的具体影响机制尚无定论。

1.4 与脂肪酸代谢相关的细胞因子与其它因素

1.4.1 载脂蛋白B与微粒体甘油三酯转运蛋白

载脂蛋白B（Apolipoprotein B，apoB）是一种重要的脂质转运蛋白。apoB通过与TG的结合，合成极低密度脂蛋白（VLDL），并将其分泌到肝细胞外，来减少TG在肝细胞内的沉积。VLDL是运输内源性TG的主要形式，VLDL的形成依赖于脂蛋白apoB100，而IR可抑制apoB100的合成［20］。

微粒体甘油三酯转运蛋白（Microsomal triglyceride transfer protein，MTP）是继apoB之后发现参与TG转运及VLDL组装的内质网腔内蛋白，也是一种重要的脂质转运蛋白。MTP能促进apoB与脂质的结合，进而影响VLDL的分泌。

1.4.2 固醇调节元件结合蛋白－1c

固醇调节元件结合蛋白－1c（Sterol regulatory element－binding protein－1c，SREBP－lc）是肝脏脂肪酸和 TG合成的几乎所有基因的转录活化因子，是脂质代谢调控网络的关键连接点。SREBP－lc在脂肪酸合成中所调控的靶基因有：乙酰辅酶A羧化酶（ACC）、脂肪酸合酶（FAS）、硬脂酰辅酶 A去饱和酶（SCD）等［21］。SREBP－lc能通过这些基因，诱导脂肪酸（FA）的表达，增加脂质蓄积。而FA能抑制胰岛素受体底物－1（IRS－1）的磷酸化和下调肝脏胰岛素受体底物－2（IRS－2）的转录，抑制胰岛素信号传导从而导致IR。除此之外，SREBP－lc与过氧化物酶增殖物激活受体－α（PPARα）、肝X受体（LXR）和瘦素相互影响，在NAFLD发生发展过程中起到了重要作用。

1.4.3 过氧化物酶增殖体受体（Peroxisome proliferator activated receptor，PPAR）

PPAR－α可能通过增加脂肪酸的β氧化，减少脂质的沉积从而增加细胞内胰岛素信号的传递，或通过调节脂肪组织来源的激素对胰岛素的敏感度，以及通过调控内脏脂肪组织脂肪酸β氧化相关酶的基因转录与表达，来改善IR［22］。PPAR－α可增加脂蛋白酯酶的活性，促进甘油三酯（TG）的分解。

PPAR－β可能通过增加外周组织对胰岛素的敏感性，或通过促进脂肪组织中参与葡萄糖代谢的相关基因的表达，抑制肿瘤坏死因子和瘦素的分泌，以及通过减少胰岛素与胰岛素样抵抗受体的结合，增加胰岛素与其敏感性受体结合，来改善胰岛素抵抗［23］。

PPAR－γ通过调节胰岛素的敏感性以及促进脂联素的合成来改善胰岛素抵抗。PPAR－γ作为催化脂肪酸氧化的关键酶可调节脂肪酸代谢的各个环节，可促进游离脂肪酸的摄取以及三酰甘油的储存［24］。此外PPAR－γ能诱导脂肪细胞分化，其表达随脂肪细胞的分化不断增加。

1.4.4 肉碱棕榈酰转移酶与肝型脂肪酸结合蛋白

FFA可通过在线粒体内β氧化来降解。FFA经过活化生成脂酰基进入线粒体内膜是整个氧化的第一步，而位于线粒体外膜内层的肉碱棕榈酰转移酶（Carnitine palmitoyltransferase－I，CPTI）是第一个限速酶。PPAR－α可通过诱导CPTI肝脏特异性活性的表达，来调控脂肪酸向线粒体内的转运。

肝型脂肪酸结合蛋白（Liver type fatty acid binding protein，L－FABP）对长链脂肪酸具有高度的亲和力，长链脂肪酸可在胞浆中与L－FABP结合后，通过膜受体进入线粒体、微粒体等场所进行代谢。而长链脂肪酸作为PPARα的天然配体，LFABP可转运其至PPARα并与其相互作用，从而调控靶基因的表达。PPARα对L－FABP具有高亲和力，但它们的相互作用所产生的效应仍待进一步阐明［25］。此外有研究证实，LFABP有抗氧化活性［26］。

1.4.5 解偶联蛋白

解偶联蛋白（Uncoupling protein，UCP）是一类线粒体内膜上的载体通道蛋白，属于线粒体载体超家族，可以直接将H＋从线粒体内膜渗漏到线粒体基质中，不通过呼吸链并且不产生ATP，反应过程中产生的能量会直接以热能的形式释放。脂质在肝脏的堆积使得细胞内UCP2基因的表达增多，造成细胞内的ATP下降。ATP的减少，一方面造成TG形成时所需的能量供应减少，从而抑制脂质合成。另一方面促进脂肪酸β氧化，减轻脂质蓄积。UCP2还能通过抑制ROS的产生，减轻脂质过氧化，减少ROS触发的细胞凋亡。但是，UCP2基因表达过多又会大大降低线粒体的能量储备。使得细胞在面对能量需求急剧增加、应激等情况时，由于ATP供应不足而加剧损伤。

1.5 与氧化应激、脂质过氧化相关的细胞因子与其它因素

1.5.1 细胞色素P450

细胞色素P450是由CYP基因超家族编码形成的一族相对非特异性酶，主要是存在于肝细胞微粒体中。线粒体β氧化过程中细胞色素氧化酶能够将电子传递给氧形成ROS。细胞色素P450中的CYP2E1、CYP4A等氧化酶产生的氧化产物是ROS的主要来源。FFA是CYP2E1的反应底物也是其诱导剂，大量的FFA使CYP2E1生成增加。而CYP2E1是脂质氧化的主要催化剂，随着CYP2E1的表达增强，脂质过氧化进一步生成脂质过氧化产物，导致大量ROS释放［27］。CYP4A可以直接被PPARα诱导，催化长链脂肪酸氧化成脂酰辅酶A，诱导FFA在线粒体中进行氧化，同时形成氧应激。

1.5.2 线粒体锰超氧化物歧化酶与线粒体膜通透性转换孔

线粒体锰超氧化物歧化酶（Mitochondrial manganese superoxide dismutase，Mn－SOD）是线粒体内清除氧自由基的关键酶。它可催化超氧阴离子发生歧化反应，平衡机体的氧自由基。

线粒体膜通透性转换孔（Mitochondrial permeability transition pore，MPTP）是位于线粒体内外膜之间，且跨过线粒体内膜的非选择性蛋白复合孔道。MPTP是线粒体内外信息交流的中心枢纽，MPTP开放是细胞凋亡的上游启动机制。而ROS有很强的促进MPTP开放的作用。在NAFLD发生发展的过程中，产生了大量ROS，其促进 MPTP的开放，释放细胞色C（CytC）和凋亡诱导因子（AIF），进而引起细胞凋亡和坏死，促进NAFLD的发生发展。

1.5.3 铁超载

有研究发现［28］NAFLD患者的血清铁蛋白水平明显升高，提示NAFLD和铁代谢异常之间有着某种联系。NAFLD患者体内铁代谢失调，肝吸收Fe2＋增加，大量肝Fe2＋启动或催化Haber—weiss反应，产生大量ROS物质，使得氧化应激增强，诱发肝细胞损伤和炎性反应，最终造成肝细胞死亡。而肝细胞死亡又会加重铁超载，使之形成恶性循环，加重脂肪肝。但铁超载在NAFLD的发病机制中的作用尚存在争议，有学者认为铁负荷不是NAFLD的危险因素［29］。因此NAFLD和铁超载之间的联系还有待于进一步探讨研究。

2 结语

近年来对于NAFLD的发病机制的研究已取得了一定进展，但仍未完全阐明。可将IR、氧化应激和脂质过氧化，以及相关细胞因子等致病因素作为热点进行进一步研究，以期为临床治疗NAFLD提供更多的思路。

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