神经酰胺在非酒精性脂肪性肝病中的应用研究进展

王佳茜

(北京医科大学附属北京妇产医院，北京 100006)



神经酰胺在非酒精性脂肪性肝病中的应用研究进展

王佳茜

(北京医科大学附属北京妇产医院，北京 100006)

非酒精性脂肪性肝病；神经酰胺；胰岛素抵抗

生活水平的提高、生活方式的改变使得当今非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)的发病率呈现出连年上升的趋势，且发病群体也有明显低龄化的趋势。在西方国家，NAFLD的发病率为20%～30%，在我国发达地区，NAFLD的发病率为15%～20%，且统计数据显示，男性发病率高于女性[1]。目前，医学界尚未完全阐明NAFLD的发病机制，但1998年Day和James提出的NAFLD著名的“二次打击”学说已经被广泛接受。该观点认为，肥胖、肝细胞脂肪变性、胰岛素抵抗(IR)导致的肝脏脂肪蓄积是造成NAFLD的第1次打击，氧化应激造成的脂质过氧化损伤以及异常细胞因子作用导致的肝脏炎症、纤维化是造成NAFLD的第2次打击[2]。一般认为，生活方式、遗传因素、炎症反应、脂质代谢、免疫调节以及其他系统疾病均会对肝脏功能产生影响，最近一项研究结果显示，神经酰胺可以阻断胰岛素信号转导，诱发IR与炎性反应[3]，提示神经酰胺和NAFLD发病之间可能存在某种联系。本文现就近年来临床进行的神经酰胺与非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)的相关研究进行了综述。

1 神经酰胺的合成和生物学功能

1.1 神经酰胺的合成 神经酰胺是细胞膜的重要组成部分，其构成包括长链脂肪酸与鞘氨醇两部分，其主要作用是诱导细胞衰老、生长抑制、细胞凋亡等一系列生理反应。神经酰胺的合成主要包括从头合成、鞘磷脂循环合成与鞘氨醇合成三种途径。具体而言：①神经酰胺的从头合成途径主要发生在线粒体以及内质网(ER)当中，丝氨酸棕榈酰转移酶(SPT)将棕榈酰辅酶A、丝氨酸两种成分催化、转化为3-酮-二氢鞘氨醇，3-酮-二氢鞘氨醇在还原酶的作用下转化为二氢鞘氨醇，二氢鞘氨醇经过神经酰胺合成酶作用转化为双氢神经酰胺，脱氢酶的脱氢作用最终将双氢神经酰胺转化为神经酰胺[4-5]。②鞘磷脂酶在神经酰胺的鞘磷脂循环合成途径中发挥了关键作用，鞘磷脂酶既可以将鞘磷脂(SM)分解为神经酰胺与磷酸胆碱，又能够将神经酰胺和磷酸胆碱逆向合成为SM[6]。③神经酰胺的鞘氨醇合成途径是神经酰胺合成酶将鞘氨醇转化为神经酰胺，同时，与鞘磷脂循环合成途径类似的是，神经酰胺在分解酶的作用下也会分解为鞘氨醇[7]，而鞘氨醇会进一步分解为鞘氨醇-1-磷酸(S1P)，该成分对细胞的生长和增殖有较大促进作用。

1.2 神经酰胺的生物学功能 综合分析来看，神经酰胺的生物学功能已经被证实存在于下述四个方面[7-8]：①调节细胞的分化和生长；②诱导细胞的凋亡；③调节机体组织的免疫功能和炎性反应；④在肿瘤抗原、决定血型、调节细胞免疫能力、细胞粘合方面发挥重要作用。近来研究发现，神经酰胺和炎性反应、氧化应激存在密切关联。研究发现，谷胱甘肽等抗氧化剂对二氢神经酰胺还原酶有较强抑制作用，最终发挥抑制神经酰胺生成的作用[9]。肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-1(IL-1)等炎症因子以及脂多糖会刺激SPT表达并增加其活性，进而加速神经酰胺的生成[10]。另外，炎症因子加速神经酰胺的生成，会使炎症细胞聚集于肝脏，加重肝脏的炎性反应[11]。

2 神经酰胺与脂毒性作用

中性脂肪在肝脏中的沉积是造成NAFLD的主要原因，而增多的游离脂肪酸(FFA)会诱导肝脏细胞的凋亡，使肝细胞出现炎性反应，导致肝脏功能障碍[12]。另外，FFA在肝脏的分解作用下转化为三酰甘油(TG)等不同脂类，这些脂类会以极低密度脂蛋白(VLDL)的形式从肝脏中排出。但是，如果FFA的肝脏输入水平大幅度超过VLDL排出水平时，便会导致肝内脂类堆积。这些肝内脂类以TG与神经酰胺为主，过度堆积于肝脏内部时会降低肝脏的ATP的储存能力，削弱肝脏细胞对氧化应激的反应能力，加重FFA对肝脏细胞的损伤，造成肝脏功能障碍[13]，即脂毒性。

动物实验结果显示，NAFLD大鼠血浆中的游离脂肪酸(FFA)水平出现显著上升[14]。有文献报道，NAFLD患者的肝脏组织内的不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的水平显著高于健康肝脏的正常水平[15]。有研究发现，高脂饲料长时间喂养的大鼠的肝脏内细胞神经酰胺与SM水平相对于正常喂养的大鼠有显著增加；由于多球壳菌素可以阻断神经酰胺合成，采用多球壳菌素喂养脂肪肝大鼠的肝内脂肪沉积出现了明显缓解[16]。综合来看，高脂饮食会增加神经酰胺合成水平，但动物脂肪与植物脂肪在抑制神经酰胺合成方面也存在一定差异。有研究结果显示，采用大豆油(主要是不饱和脂肪酸)喂养的大鼠与采用猪油(主要是饱和脂肪酸)喂养的大鼠的肝脏内神经酰胺水平有显著差异，且后者明显高于前者[17]。另外，TNF-α也可以诱导神经酰胺合成，TNF-α既能够激活炎性反应，也参与细胞凋亡死亡受体信号通路。综合上述论述可以看出，FFA回流肝脏和神经酰胺之间存在某种关联。

3 神经酰胺与IR作用

IR是指胰岛素作用的靶器官(主要为肝脏)对胰岛素的反应性和敏感性下降的代谢状态，简而言之，便是正常剂量的胰岛素产生低于正常生物学效应的一种状态。胰岛素正常生理效应的发挥需要通过Akt/PKB途径，凭借该途径，胰岛素和细胞膜上的胰岛素受体相结合，磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)被胰岛素受体底物蛋白(IRS)激活，而后Akt被激活，活化之后的Akt最终发挥胰岛素的生物学效应。这些生物学效应主要体现在下述三方面[16-17]：①以GLUT4为主的葡萄糖转运体囊泡被推动易位至细胞膜，并与细胞膜相互融合，为葡萄糖转运内细胞内提供便利条件；②糖原合成酶激酶-3(GSK-3)被激活，为糖原的合成创造有利条件；③磷酸二酯酶3B(PDE3B)被激活，进而发挥其脂肪分解的抑制作用。

有文献称，神经酰胺和IR之间存在联系[18]。神经酰胺不仅对肝脏的胰岛素信号有较为明显的抑制作用，对GLUT4的易位作用也有阻断作用，使GLUT4无法在细胞膜上固定，影响葡萄糖的摄取。同时，蛋白磷酸酶2A(PP2A)会抑制Akt活性，PP2A活性降低时，Akt活性必然增加；而神经酰胺可以增加PP2A活性，进而抑制Akt活性，最终抑制胰岛素的生物学效应的发挥。有研究结果显示[19]，肝脏细胞经短链神经酰胺处理后，葡萄糖激酶活性尤其是Akt活性受到明显抑制，而葡萄糖激酶与己糖激酶是同工酶，这两种酶均能够促进葡萄糖磷酸化，为葡萄糖的摄取和糖原的合成提供有利条件；对应地，采用多球壳菌素抑制神经酰胺合成，便可以促进Akt的磷酸化。综合上述论述可以看出，神经酰胺和IR之间的关系的关键点在于神经酰胺有可能抑制了Akt活性，进而参与IR作用。究其作用机制，本研究认为，IκBk和JNK可以阻断胰岛素信号传导，神经酰胺提升了IκBk和JNK基因的表达水平，最终参与IR作用。

4 神经酰胺与肝细胞凋亡

神经酰胺是SM代谢的关键，发挥着抑制细胞生长、诱导细胞凋亡、衰老的一系列抗增殖的生物学作用。在多种外界条件(化疗、放疗、热击、紫外线照射等)刺激下，内源性的神经酰胺便开始大量合成，并发挥抑制细胞生长、诱导细胞凋亡和衰老等生理反应。死亡受体、线粒体、内质网应激是肝细胞凋亡的三种途径，其中死亡受体是诱导肝细胞凋亡的最主要途径。

多种外界条件的刺激会使大量神经酰胺合成，神经酰胺在诱导细胞凋亡过程中担任着“第二信使”的作用。一旦肝脏细胞凋亡，肝脏星状细胞便会开始吞噬凋亡细胞并使自己产生表型改变进而被激活，激活之后的肝脏星状细胞会释放TNF-α、转化生长因子-β(TGF-β)、血小板衍生因子(PDGF)、IL-1、IL-6等细胞因子，造成肝脏炎性与纤维化。肝脏炎性与纤维化会加速肝脏细胞凋亡，而肝脏细胞凋亡又会刺激肝脏炎性与纤维化。此外，有研究显示，NAFLD患者高于正常水平的FFA会诱导转谷氨酰胺酶2(TGase2)的表达，进而启动内质网应激PERK通路，诱导肝细胞凋亡[19]。综合上述论述可以看出，神经酰胺能够通过多种方式、多种途径来诱导肝细胞凋亡。

5 神经酰胺与线粒体

线粒体是细胞中制造能量的结构、细胞的发电厂，是真核生物进行氧化代谢的部位，是脂肪、糖类、氨基酸最终被氧化转化为能量的场所。线粒体是氧化磷酸化生成腺嘌呤核苷三磷酸(ATP)及反应性氧化物(ROS)产生的重要部位，肝性IR、TNF-α、脂肪酸(FA)氧化增加、细胞色素P4502E1(CYP2E1)的高表达均能够导致线粒体功能不全，如线粒体呼吸链复合物活性降低、ROS和脂质过氧化产物增加以及ATP生成障碍等。内质网(ER)与线粒体紧邻，参与应激信号、蛋白质信号的传导，IR、ROS、FFA均能够通过ER产生转录因子和激酶增加，进一步加重线粒体功能不全。

有研究表明，氧化应激能够造成非酒精性脂肪性肝炎(NASH)患者线粒体的结构异常与功能障碍[20]。短链神经酰胺可以毒害线粒体，神经酰胺可以在线粒体外膜构建一条稳定的跨膜通道，既增加了线粒体外膜的通透性，也增加了细胞色素C的释放量。另有研究表明，抗氧化剂谷胱甘肽(GSH)能够明显抑制TNF-α对神经酰胺生成的促进作用，也缓解了神经酰胺对线粒体的损害作用[21]。

6 临床研究

NAFLD与神经酰胺之间的相关临床研究很少，大多数是肥胖与神经酰胺之间的相关研究，由于肥胖是NAFLD的重要风险因素，分析肥胖与神经酰胺之间的相关研究也有较多借鉴价值。试验结果显示[22]，肥胖人群内的肝内神经酰胺水平明显高于正常体质量的人群，脂肪肝患者的肝内神经酰胺水平也明显高于健康人群，说明神经酰胺与肝脏的脂毒性存在一定关联；后续的研究结果显示，肥胖人群在体质量减至正常水准时，其肝内神经酰胺水平也会随之下降。一项针对2型糖尿病合并肥胖患者的实验室指标结果显示，其血清神经酰胺水平明显高于同时期的健康体检者，且与血清TNF-α、IR程度呈现出明显正相关性，这可能与TNF-α可以诱导IR并导致大量FFA回流肝脏有关[23]。上述研究表明神经酰胺、肥胖、2型糖尿病三者之间存在重要关联，因此推测，神经酰胺与NAFLD也存在中相类似的关联。

综上所述，脂毒性、IR、细胞凋亡、线粒体功能不全、炎性反应与NAFLD发病机制之间存在密切的关联，而神经酰胺作为第二信使参与了脂毒性、IR、细胞凋亡、线粒体功能不全、炎性反应等过程，因此，神经酰胺与NAFLD发病机制之间也存在着某种密切的关联，神经酰胺在NAFLD中作用明显。此外，炎性细胞因子和神经酰胺在NAFLD发病过程中呈现出明显的正相关，炎性细胞因子的高表达会提高神经酰胺的表达，而神经酰胺的高表达则会加重NAFLD患者机体的炎性反应，使表现为TNF-α、IL-6等炎性细胞因子水平上升。上述恶性循环会让肝脏损伤加重，使肝星状细胞在活化吞噬凋亡细胞的同时分泌细胞外基质，形成肝纤维化。

所以，在进行NAFLD诊断时，可以将血清神经酰胺水平作为无创诊断指标。提高认知、科学指导、环境与社会的配合和支持是长期、有效治疗NAFLD的必需条件。在当前的临床治疗中，NAFLD多以辅助治疗为主，常用药物包括调脂药、减肥药、胰岛素增敏剂、肝细胞保护剂、血管紧张素受体拮抗剂(ARB)、抗细胞因子、抗氧化剂、肠道微生态调整剂等[24]；近年来包括胰岛素增敏剂在内的腺苷单磷酸活化蛋白激酶(AMPK)激动剂、他汀类及ARB等已较多地应用于NAFLD的临床治疗，用以实现改善代谢、抗炎、免疫调节、减少胰岛素靶细胞损伤的目标[25]。未来，也可以选择神经酰胺抑制剂作为治疗NAFLD的新型药物进行临床试验。

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10.3969/j.issn.1008-8849.2016.33.042

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A

1008-8849(2016)33-3760-03

2016-01-28