非酒精性脂肪肝疾病与脂质变化

李 宏，张秀英，徐 尚，刘万刚

（1．东北农业大学动物医学学院，黑龙江 哈尔滨150030；2．黑龙江省青冈县畜牧兽医局，黑龙江 青冈151600）

非酒精性脂肪肝疾病（Non－alcoholic fatty liver disease，NAFLD）是一种无过量饮酒史，以肝实质细胞脂肪变性和脂肪贮积为特征的临床病理综合征。NAFLD常伴有肥胖及胰岛素抵抗的发生，但其明确的发病机理尚不完全清楚，其中比较具有代表性的发病假说是“二次打击”学说［1］。该学说认为，以胰岛素抵抗［2］（insulin resistance，IR）和脂质代谢异常造成的肝脏脂质堆积为初次打击，而二次打击主要是有氧化应激和脂质过氧化引发的炎症、坏死甚至是纤维化、肝硬化。肝脏脂质蓄积引发机体内脂质的利用与清除发生失衡，最终导致了肝脏的受损。在NAFLD发展过程中，脂质在肝脏内的蓄积尤其是甘油三酯的蓄积，已经得到动力学研究的证实，并指出甘油三酯和未酯化的脂肪酸在肝脏内的蓄积对NAFLD的治疗可能会产生直接影响［3］；也有研究表明，在NAFLD中脂质代谢相关基因的表达水平的改变会增加脂肪酸的合成［4］。因此，理清脂质代谢相关基因在NAFLD发展过程中的表达情况，对了解NAFLD的发病机制是十分有必要的。本文将以此为切入点，深入探讨脂质代谢紊乱与NAFLD关系，从分子角度进一步对NAFLD的发病机制进行分析。

1 过氧化物酶增值活化受体

过氧化物酶增殖活化受体（peroxisome proliferator－activated receptors，PPARs）是一类能被过氧化物酶体增殖物（如脂肪酸及其衍生物）激活的核内受体，属于Ⅱ型核受体超家族成员。按其结构及功能可分成3种亚型，PPARα、β（亦称δ）和γ。近年来，PPARs在脂质代谢中的作用受到越来越多人的关注，PPARs基因主要通过对过氧化物酶体β的氧化调节来影响细胞内的脂质代谢。PPARs一旦被其相应的配体激活，便可调控各种生理学功能（包括脂质代谢、葡萄糖内环境稳定、炎症、细胞增殖与分化等）相关基因的转录［5］。

PPARα可被多不饱和脂肪酸以及贝特类降脂药激活，主要在脂肪酸氧化的器官内表达，它的活化可促进脂肪酸的氧化分解，降低高密度脂蛋白水平，在脂质代谢中起调节作用［6］。Everett［7］等研究发现，PPARα基因缺失鼠肝脏发生明显的脂化性病变，血 液 与 肝 脏 中 游 离 脂 肪 酸 （free fatty acids，FFA）含量显著升高。PPARγ主要在脂细胞、巨噬细胞和其他组织内表达，它可被特定脂肪酸代谢物，如前列腺素J2的代谢产物15－脱氧－前列腺素J2和噻唑（胰岛素激活剂的一种）激活［8］。PPARγ可调节不同组织内多数基因的表达，是调节脂肪分化的关键转录因子，PPARγ作为脂肪细胞基因表达和胰岛素细胞间信号传递的主要调节者，在脂质代谢、IR、脂肪细胞分化等方面发挥重要作用。PPARγ受体激活后，可促进脂质、脂肪酸清除，同时不增加转运到肌肉组织的FFA，使肌肉组织对FFA的摄取减少同时抑制TNF－α的生成，改善胰岛素抵抗作用，从而使NAFLD中肝内脂肪沉积得到缓解［9］。目前，PPARβ发挥的具体生物学作用尚未完全清楚。但也有研究指出，PPARβ特定激动剂的成功应用以及研究过程所需的适宜细胞模型和动物模型的成功构建，使得近年来对此亚型的具体代谢调节功能的研究起到了极大的推动作用［6］。因此，PPARβ成为了治疗脂质代谢紊乱的潜在靶向核受体，调节PPARβ活性的药物也成为当今预防、治疗NAFLD的新方向。

2 解偶联蛋白2

解偶联蛋白2（uncoupling proteins，UCP2）是一种与机体产热及能量代谢相关的线粒体载体蛋白。按照被发现的时间顺序，可将其分为5个亚型：UCP1、UCP2、UCP3、UCP4、UCP5，它们之间有不同程度的同源性，但组织分布有所不同，其中UCP2分布最为广泛，如在白色脂肪组织（white adipose tissue，WAT）、心、肝、脾、肺、肾、脑、骨骼肌等组织中均有表达。UCP2是氧化应激和脂肪酸过氧化的重要因素，可能与NAFLD的发病密切相关，但其具体作用机制尚未明确。

Gu等［10］在高脂饮食对大鼠非酒精性脂肪肝中解偶联蛋白2的诱导作用试验中，通过免疫组化和Western blotting免疫印迹方法证实，正常肝脏组织中几乎没有UCP2的阳性肝脏细胞信号，只有少数的阳性细胞信号在肝脏窦状隙内出现，这些细胞的细胞核增大、细胞呈不规则状；UCP2阳性肝脏细胞信号在脂肪肝模型组内分布广泛，阳性信号主要出现在细胞质内，分布情况与脂肪肝的严重程度呈正相关；与对照组相比UCP2活性细胞的数量和表达强度在大鼠NAFLD进程中逐渐上升，血清中甘油三酯和游离脂肪酸的含量以及肝脏组织中甘油三酯和丙二醛含量均有所升高；随着NAFLD的加剧，肝脏细胞功能损害逐渐发生，脂质过氧化反应增强，UCP2标记物表达与活性增加。研究证实，UCP2的表达与脂肪代谢及能量代谢相关。UCP2可通过改变脂肪酸代谢，参与脂肪肝的发生。

研究显示，NAFLD发生时其基因表达上调可消耗三磷酸腺苷（ATP）储备，间接抑制脂质的合成，促进脂肪酸的β氧化，减轻脂质在肝脏细胞内的蓄积。但ATP水平的下降又会导致机体抗应激能力减弱，使对外界刺激因素的敏感性增加，自然对NAFLD发病机制假说中的“二次打击”防御能力降低，增加了NAFLD发生的可能性［11］。因此，UCP2在脂肪肝中的表达上调是一把“双刃剑”。此外，UCP2还具有多种生物学功能［12］，可调节脂肪酸的β氧化，调节脂肪酸的跨膜转运，促进线粒体内脂肪酸的氧化、分解。肝脏内UCP2基因可受到多种因素的诱导调节，肥胖、血清游离脂肪酸、活性氧、脂质过氧化、胰岛素、瘦素等均可上调UCP2的表达，从而减少反应性氧（ROS）生成，抑制脂质在肝脏内的沉积，预防脂肪肝的发生，形成适应性反应。UCP2在NAFLD发生、发展过程中发挥的调节作用是非常复杂的，UCP2的保护作用与损伤作用之间的平衡情况是其对NAFLD最终影响的关键所在。

3 脂肪酸合成酶

脂肪酸合成酶（fatty acid synthase，FAS）是一种催化内源性长链脂肪酸合成的基本代谢酶类，它参与催化脂肪酸生物合成的最后一步，可通过催化脂肪再生使肝脏产生大量游离脂肪酸。反应主要底物乙酰辅酶A和丙二酰辅酶A首先在FAS的催化下合成脂肪酸，再通过酯化反应形成甘油三酯，必要时也通过β氧化来提供所需的能量。近年来，人们从分子生物学水平对FAS的基因表达进行了一些研究，人们发现控制脂肪酸合成酶mRNA的数量可直接影响脂肪酸合成酶合成的多寡，而FAS的活性和数量对动物机体内体脂的生成与沉积具有重要的意义［13］。

Dorn［14］等，分析发生脂肪变性或是炎症的肝脏与FAS表达之间的关系发现，在肝脏发生脂肪变的小鼠模型中，FAS的表达显著升高但未见有明显炎症反应。此外，运用微阵技术和免疫组化技术对正常肝脏组织和发生NAFLD的肝脏组织中FAS的表达情况进行分析，结果显示，FAS的表达与肝脏脂肪变的程度具有明显相关性，同样未见有炎症的发生。总之，在NAFLD中发生了脂肪变的肝脏FAS的表达受到了影响，然而有炎症反应但没有发生脂肪变的肝脏中FAS的表达未受影响，这表明FAS可作为NAFLD新的诊断依据或是治疗靶位点进行研究。

4 固醇调节元件结合蛋白1c

固醇调节元件结合蛋白（sterol regulatory element－binding protein，SREBP）是动物体脂肪生成基因表达过程中一个极重要的核转录因子。它主要通过调节脂肪生成相关酶的基因和葡萄糖代谢相关基因的转录水平来控制体内脂肪的合成［15］。SREBP还可直接激活参与脂肪酸、甘油三酯、胆固醇代谢的相关基因的表达，从而调控机体内脂质代谢的整个过程［16］。

SREBR－1c又称脂肪细胞定向和分化因子，主要调节与脂肪酸代谢相关的酶，同时受到胰岛素、葡萄糖、瘦素等多种物质的调控。研究发现，SREBP－1c在NAFLD的发病过程中发挥重要作用，它与肝脏脂质代谢紊乱、IR、氧化应激、PPARs、UCP2等有关。由甘油三酯过剩诱导的脂肪肝转基因小鼠模型中SREBP－1c过度表达而胆固醇水平没有升高。由瘦素缺乏引起的患有脂肪肝同时伴有胰岛素抵抗和高胰岛素血症的肥胖小鼠中SREBP－1c表达增加。SREBP－1c表达增加促进脂肪生成基因的表达，使脂肪酸合成增加并且加速甘油三酯蓄积［17］。

目前，针对NAFLD较有效的治疗措施就是控制机体热量的摄入以及针对PPAR－γ的治疗。作为NAFLD的潜在治疗因子，不同药物具有不同的用药机制，但其中的一些药物已经直接或间接显示出对SREBPs活性的调控作用。Ahmed设想［18］，对SREBP－1c进行调控可能在未来成为NAFLD治疗的新的基础靶点，以减轻脂肪蓄积及胰岛素抵抗作用。因此对SREBPs活性的评价在探讨NAFLD新型治疗方案方面十分重要。

5 脂肪酸转运蛋白

脂肪酸转运蛋白（fatty acid transport proteins，FATPs）是影响脂肪含量的关键基因之一，主要参与脂肪酸跨膜转运及脂肪酸代谢。1994年由Schaffer等［19］通过克隆表达技术从小鼠3T3－L1脂肪细胞中首次筛选得到。大量研究证实，FATPs参与脂肪酸的摄取与转运，在脂质代谢中起重要作用。目前，研究人员发现人和小鼠的FATPs基因都编码6种不同的转录因子［20］，按其发现的先后顺序分别被命名为：FATP1、FATP2、FATP3、FATP4、FATP5、FATP6。

Schaffer等［19］发现，FATP 1和 FATP 4过量表达会显著提高细胞对脂肪酸的摄取能力，促进脂肪酸的跨膜转运。Hatch等［21］提出，FATP 1可以直接合成脂酞辅酶A，并与甘油三酯的合成相偶联，进而促进甘油三酯在细胞内沉积。冯爱娟等［22］通过免疫组化和Western blot方法，对高脂饮食喂养的大鼠肝细胞内FATP 4的表达情况进行分析，结果显示，高脂饮食饲喂的大鼠肝细胞内FATP 4表达随NAFLD程度的加重而逐渐上升，在第8周时达到峰值。提示FATP 4的表达变化与脂质代谢异常密切相关，与NAFLD发生、发展进程也有很大关联。

6 展望

除上述简要介绍的几种脂质代谢相关基因之外，还有许多其他脂质代谢相关基因在NAFLD发生发展过程中也发挥重要作用。如单不饱和脂肪酸生物合成限速酶SCDI是瘦素作用的目的基因之一，主要调节脂肪酸代谢及能量平衡。NAFLD模型中SCDI表达增加，使从头合成的脂肪酸数量上升，肝脏中脂质沉积加重。清除血浆脂蛋白中所含有的TG限速酶LPL，高脂饲喂的刺激下在肝脏中的表达显著升高［23］。Angptl3是一个新的脂代谢调控基因，Angptl3的表达可以被高脂饮食上调，而高表达的Angptl3抑制了脂蛋白酯酶（LPL）的活性，从而导致了血浆中TG含量的增加［24］。2004年，Zimmermann［25］、Villena［26］等 用 不 同 方 法 研 究 发现，一种性质相近的脂肪酶，后来被统一命名为脂肪甘油三酯脂酶（ATGL）。ATGL是水解甘油三酯的限速酶，在脂解过程中发挥重要作用。

总之，NAFLD的发病机制复杂多样，其真正的发病机制尚不清楚，脂质代谢异常在NAFLD发病过程中发挥的作用还有待于进一步的研究。迄今为止，对于NAFLD仍以预防为主，并没有特效的治疗药物，随着对NAFLD中脂质代谢相关基因的深入研究，将会有更多的药物治疗潜在靶点被我们发现，这将有利于有效药物的开发并对控制该疾病做出巨大贡献。

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