顶端钠依赖性胆酸转运体表达调控及在胆汁淤积性疾病发病中作用的研究进展

常壮鹏，邵云云，程瑶，刘俊瑾，樊磊，侯锐钢

(1山西医科大学药学院，山西太原030000；2山西医科大学第二医院)

胆汁淤积是指由各种原因引起的胆汁分泌不畅或排泄障碍所致的一种病理状态，表现为多种胆汁成分在肝脏及体循环中的大量蓄积。胆汁淤积时，过量的胆汁酸会引起肝细胞坏死和凋亡进而造成肝损伤[1,2]，如长期不控制，则可进展为肝纤维化甚至肝硬化，因此，维持体内胆汁特别是胆汁酸稳态对于胆汁淤积的预防和治疗至关重要。胆汁酸肝肠循环是维持胆酸池稳态的重要调控环节，在肝脏合成的胆汁酸分泌入肠道后约95%会经门静脉重新回到肝脏，整个过程的运行有赖于肝肠组织多种转运体的协调作用，任一转运体表达或功能发生异常都有可能导致肝肠循环障碍，影响胆酸池平衡进而形成胆汁淤积。近年来，肝细胞转运体如胆汁酸盐输出泵(BSEP)、多药耐药相关蛋白2(MRP2)、多药耐药蛋白3(MDR3)及Na+胆盐共转运体(NTCP)等在胆汁淤积性疾病中起到的作用被多次报道[3,4]。位于回肠末端的顶端钠依赖性胆酸转运体(ASBT)在胆汁酸的重吸收和排泄过程发挥非常重要的作用，但其与胆汁淤积性疾病的关系尚未见综述。ASBT参与胆汁酸肝肠循环受到核受体转录因子法尼醇X受体(FXR)的调控介导，FXR通过调控ASBT在肠道的表达影响胆汁酸的重吸收，对于胆汁酸稳态起着重要的调节作用。现就ASBT的表达调控及在胆汁淤积性疾病发病中的作用研究进展综述如下，以期为胆汁淤积性疾病的预防与治疗提供进一步的理论和实验依据。

1 ASBT的表达调控

1994年，Wong等[5]首次于仓鼠回肠组织中克隆出ASBT基因，随着在大鼠、小鼠、兔、人体内发现ASBT的报道相继出现，对于ASBT的研究也越来越深入。人类ASBT基因属于第10溶质转运蛋白家族(SLC10)成员之一，编号为SLC10A2，定位于染色体13q33，含有6个外显子，DNA序列长约24 kb。人类ASBT是一条含有348个氨基酸、分子量约为48 kD的糖蛋白，具有7个跨膜区，N末端在胞外且有糖基化位点，C末端位于细胞内[6]。啮齿类动物、兔和人的ASBT序列同源性大于80%。在哺乳动物体内，ASBT主要分布于回肠末端，在肾近曲小管、十二指肠及胆管等组织上皮细胞也有表达[7]。但新近研究[8]表明，ASBT在虹鳟鱼的尾肠组织高度表达，并且随胆汁酸含量的升高而增加，其他部位表达极少或无分布。ASBT对底物有严格的特异性。随着物种的进化，ASBT对胆盐底物的特异性在逐渐扩大。对于5α-胆汁醇、5β-胆汁醇和牛磺胆酸三种胆酸盐而言，古老物种八目鳗只对5α-胆汁醇有较高亲和力；现代鱼类鳐鱼对5α-胆汁醇、5β-胆汁醇具有较高亲和力，对牛磺胆酸作用较差；而人ASBT对于三者均表现高度亲和性[9]。目前已报道的ASBT底物包括脱氧胆酸、熊脱氧胆酸、鹅脱氧胆酸以及它们与牛磺酸、甘氨酸的结合物等。SLC10A2基因的变异及其编码的ASBT蛋白表达和功能异常与多种肠道疾病的发生有关。ASBT的某些底物通过与其特异性结合调控ASBT表达在多种胆汁淤积性疾病的预防和治疗中得到应用。有研究[10]显示，与正常人相比，克罗恩病患者回肠末端ASBT表达明显降低，使得重吸收减少，这可能是患者腹泻的主要原因；Hruz等[11]研究表明，阻塞性胆汁淤积患者ASBT mRNA表达明显下调，提示可能通过下调ASBT基因和蛋白表达代偿性抑制体内过量胆汁酸的重吸收从而减轻胆汁淤积症状；也有证据显示，ASBT抑制剂二聚胆汁酸类似物S0960可通过增加3H-牛磺胆酸的肾清除率改善肝外胆汁淤积的症状。

尽管ASBT在肠道的表达调控机制尚不完全明确，但大量实验研究表明核受体FXR对ASBT基因及蛋白的表达起到极其关键的作用，进而影响胆汁酸在肠道的重吸收。FXR为配体依赖性转录调节因子，因于1995年研究发现可被法尼醇及其代谢物激活而命名[12]。目前，FXR基因(NR1H4/Nr1h4)已多次在人类、犬科动物及啮齿类动物等多个物种中成功克隆。结构学研究[13]表明，FXR具有典型的核受体结构，主要分布于肝脏和肠道，调节胆汁酸的合成与代谢。FXR可通过多靶点、多途径影响ASBT基因及蛋白的表达，且不同物种间存在一定差异。Chen等[14]研究发现，小鼠体内FXR被激活后可诱导小异源二聚体伴侣(SHP)的表达，随后通过抑制对ASBT具有关键转录调控作用的肝受体同源物-1(LRH-1)进而发挥对ASBT的负反馈调节作用。类似地，用FXR活化配体去氧胆酸饲养兔1周后发现，ASBT mRNA表达水平明显下降，其机制为受到FXR-SHP-甲胎蛋白转录因子(FTF，在小鼠中也称LRH-1)级联反应的调节[15]。在人体内，FXR一方面激活SHP后可拮抗维甲酸受体/维甲酸X受体(RAR/RXR)介导的ASBT的转录，减少其生成[16]；另一方面，FXR可促进成纤维细胞生长因子19(FGF-19)的表达，减少SHP的降解，起到抑制RXR的作用，同样使ASBT表达下调[17]。此外，有研究[18]显示在人结肠癌细胞株Caco-2和小鼠CT-26细胞中，FGF-19被激活后可通过细胞外信号转导激酶1/2、丝裂原活化蛋白激酶、氨基末端激酶1(JNK1)、JNK2和c-Fos参与的信号转导途径抑制回肠和胆囊中ASBT的表达。上述研究结果表明，在小鼠、人类与兔回肠中FXR可通过多条通路抑制ASBT的表达并促进胆汁酸的排出。然而，在大鼠体内关于FXR对ASBT的调控仍存在争议。早期研究显示大鼠在FXR配体胆酸饲养10 d后肠道组织中ASBT mRNA表达水平显著升高[19]，但是之后有报道称大鼠体内胆汁酸含量的变化并不会影响ASBT的表达[20]。Chen等[14]也发现大鼠FXR活化后不会对回肠ASBT的表达产生影响，原因为大鼠体内缺乏与ASBT启动子结合的LRH-1反应元件。

2 ASBT在胆汁淤积性疾病发病中的作用

胆汁淤积性疾病发病机制复杂，目前临床上专门用于治疗胆汁淤积的药物仍极度匮乏。熊去氧胆酸(UDCA)作为FDA惟一批准的治疗原发性胆汁性肝硬化(PBC)的药物，药效也只局限于疾病早期且对约40%的患者无效或疗效有限[21]。考虑到ASBT在胆汁酸肠道重吸收过程及维持体内胆酸池稳态方面起到关键性的作用，许多研究者就ASBT与常见胆汁淤积性疾病如进行性家族性肝内胆汁淤积1型(PFIC-1)、妊娠性肝内胆汁淤积(ICP)、原发性硬化性胆管炎(PSC)等的关系进行了探索。

2.1 ASBT在PFIC-1发病中的作用 PFIC-1主要表现为伴有突出和特征性瘙痒的胆汁淤积，患儿可反复出现黄疸症状，常继发肝外表现，如佝偻病、干眼症、维生素D吸收不良等[22]。PFIC-1发病与ATP8B1基因突变减少其编码的家族性肝内胆汁淤积相关蛋白1(FIC1)的合成有关。研究[23～25]表明敲除Caco-2细胞中的ATP8B1基因后会促进ASBT mRNA的表达，也有学者发现在使用FIC1抑制剂后FIC1蛋白表达明显下调，人类Caco-2细胞中ASBT启动子的活性则显著增强。推测PFIC-1发病可能是由于FIC1表达减少后，FXR转录活性被抑制，对ASBT的拮抗被削弱，ASBT蛋白表达与功能明显增强，最终导致大量胆汁酸被重吸收，肝内胆汁酸超负荷进而引发胆汁淤积。而UDCA和同为FXR配体的奥贝胆酸可与FXR结合从而下调ASBT的表达，使得胆汁酸重吸收减少从而减轻胆汁淤积。也有研究[26]显示FXR激动剂利福平可能通过减少ASBT表达使得体内过量胆汁酸排出体外从而达到缓解PFIC-1患者临床症状的作用，所以FIC1对FXR及下游靶点ASBT等蛋白的影响可能是PFIC-1患者发生胆汁淤积的基础。

2.2 ASBT在ICP发病中的作用 ICP为女性妊娠中晚期特有的并发症，临床主要表现为黄疸、皮肤瘙痒及转氨酶升高，产后症状消失，此病对胎儿安全造成巨大威胁，可引起早产甚至死产，并且围产儿发病率和死亡率也大大增加[27,28]。目前ICP发病机制尚不十分明确，多认为与免疫功能有关。研究[29]表明在ICP患者的胎盘中观察到G蛋白耦联胆汁酸受体5(TGR5)mRNA表达明显下调，且ICP重度组TGR5的表达明显低于轻度组，提示TGR5的表达与ICP病情严重程度有关。Xia等[30]认为，TGR5被抑制后可使环-磷酸腺苷(cAMP)的水平下降，进而减弱ASBT的转运功能，不利于在胆汁淤积中发挥利胆的作用。矛盾的是，Annaba等[31]研究发现，TGR5诱导的胰岛素分泌会下调糖尿病大鼠回肠ASBT基因与蛋白的表达，并且会降低caco-2细胞ASBT启动子的活性，而TGR5被抑制后则会增加ASBT的表达。以上研究结果均提示TGR5可能通过影响ASBT的功能参与到ICP的发病过程。另外，有研究显示ICP患者硫代别孕烷醇酮浓度明显升高，可竞争性地抑制FXR，导致ASBT作用增强，减少胆汁酸的排出[32]。由以上可知，ICP的发病可能与ASBT蛋白表达与功能的异常有关，但具体机制还有待研究。

2.3 ASBT在PSC发病中的作用 PSC是一种慢性炎症性疾病，影响肝内和(或)肝外胆管造成胆管局灶性或节段性狭窄，呈现进行性胆汁淤积，最终可发展至终末期肝脏疾病如肝硬化、肝衰竭等[33]。虽然PSC的发病过程也有TGR5基因的参与，但与TGR5基因在ICP疾病中的作用相反，有学者[34]经过对TGR5进行全基因组分析，发现TGR5基因与PSC的发病具有统计学相关性，可能为此病的一个致病基因。TGR5可通过活化cAMP促进ASBT mRNA和蛋白的表达，增强ASBT转运胆汁酸的功能[30,35]，使得胆汁酸重吸收增加，最终引发胆汁淤积。并且有研究[36]显示，ASBT抑制剂SC-435可减少胆酸池的大小及疏水性胆汁酸的滞留，改变胆汁磷脂酰胆碱/胆汁酸的比例进而阻止小鼠PSC的病程进展。目前另一ASBT抑制剂LUM001对PSC患者的安全性和有效性正在进行二期临床试验。

综上所述，ASBT的生物学活性及在肠道的表达与功能受到核受体FXR的精密调控，对胆汁酸的肝肠循环及排泄等过程至关重要。胆汁淤积性相关疾病如PFIC-1、ICP与PSC的发生均与ASBT存在直接或间接的联系。随着对胆汁淤积性疾病治疗药物的探索不断深入，ASBT抑制剂越来越受到关注，越来越多的此类药物正在进行动物研究和临床试验。相信在学者们对ASBT与胆汁淤积性疾病的关系认识逐步完善后，会对ASBT抑制剂的作用有全面的了解，有望尽早研发出更多可以特异性治疗胆汁淤积性疾病的药物。