糖脂代谢基因在非酒精性脂肪性肝病中的研究进展

刘润泽，秦 妍，李 兰

1.广东药科大学临床医学院，广东 广州 510310； 2.广东药科大学附属第一医院消化内科

随着人们久坐生活习惯的形成及高脂饮食的大量摄入，非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)已成为我国乃至全球第一大慢性肝病，其在成年人当中的发病率为6.3%～45%[1-2]，与欧洲成年人发病率大致相当[3]。NAFLD是以异位脂质积聚和胰岛素抵抗为特征的代谢性疾病，随着肥胖和糖尿病患病群体的不断扩大，这一增长趋势将尤为突出。其次，NAFLD疾病谱中非酒精性脂肪性肝炎(NASH)的发生率在40%左右，而这一群体中约20%会发展成为肝硬化[1,4]，虽然这种个体差异的原因尚未完全了解，但随着近年来基因组学发展，与代谢相关的基因深入研究，部分可归因于基因遗传背景的差异。

1 与甘油三脂、胆固醇代谢相关的基因

1.2 脂肪甘油三酯脂酶(adipose triglyceride lipase，ATGL)ATGL，参与细胞内TG分解成DG的反应，它所调节的分解反应特异性作用于TG的第一酯键。在人类中，ATGL基因缺失导致以全身性TG积聚为特征的中性脂质沉积性肌病(neutral lipid storage disease with myopathy，NLSDM)[12]。ATGL基因缺失的小鼠(ATGL-KO)也在许多组织中积累TG[13]。HSIAO等[14]在利用吡格列酮在小鼠模型体内诱导ATGL表达，在高脂饮食的干预下，结果显示，ATGL的表达增强了小鼠肝细胞内脂类的分解作用。CHITRAJU等[13]敲除小鼠ATGL基因后，研究对胰岛素、甘油三酯及血糖的影响，证实这些小鼠模型对胰岛素高度敏感，这可能是机体通过增加TG含量，避免胰岛素抵抗的保护机制。通过影响过氧化物酶体增殖物激活受体-α(PPAR-α)信号传导，涉及ATGL基因在炎症、氧化还原平衡抑制和自噬过程中的作用，甚至其表达水平可能导致癌症的发生[15]。这些实验结果研究不仅表明ATGL与NAFLD具有很强的相关性，也提示机体存在某种保护机制来调节体内脂质的代谢平衡，但该基因在NAFLD患者中的表达情况仍不清楚。有研究[16]发现，法尼基衍生物X受体(FXR)也可以作用于PPAR-α传导途径，影响NAFLD的发生、发展，ATGL与FXR是否存在相互关联的机制，还需要临床进一步研究。

1.3 葡萄糖激酶调节蛋白(glucokinase regulator，GCKR)GCKR不仅参与调节己糖激酶Ⅵ(GCK)介导的糖酵解反应，还是GCK的变构开关。饱腹时，GCKR与GCK结合，降低GCK活性；相反，在饥饿状态下，GCKR与GCK解离，GCK活性增强，从而促进糖酵解、脂肪生成、甘油三酯升高[17]。GCKR 基因变体的高表达与肝细胞内的TG堆积相关。有台湾学者[7-8]对当地NAFLD伴肥胖的儿童进行基因型研究发现，GCKR rs780094是肝细胞脂肪变性的独立危险因素，其可能的机制在于GCKR rs780094使GCKR抑制作用减弱，通过诱导肝脏脂肪酸的合成和抑制肝脏脂肪酸的氧化，进而促进甘油三酯在肝脏细胞中的堆积。有研究者通过检测中国儿童及青年人群中的GCKR两种基因型rs1260326 及rs1260333的携带者对甘油三酯、胰岛素及HOMA-IR的影响，发现这两种亚基因的高表达增加儿童体内TG的含量，并显著降低胰岛素抵抗[18]。GCKR rs780094的高表达在引起TG含量升高的同时，也激活了与ATGL缺失后类似结果的保护机制。

1.4 p53p53基因,传统上被认为是抑癌基因的一员，能够促进癌细胞凋亡，修复缺陷基因，但其他一些生物学作用也随着研究的深入而不断地被发现，如p53可参与调节肝脏脂质代谢。DERDAK等[19]利用p53抑制剂硝基—磷酯素α使小鼠模型体内p53转录后的p21/WAF1蛋白质失活，结果显示在小鼠模型体内的甘油三脂含量明显下降，可能的机制在于促进脂肪酸的β-氧化，但PORTEIRO等[20-21]在小鼠模型中敲除p53基因后，发现小鼠肝细胞脂肪含量增加，又利用多柔比星激活NAFLD及NASH小鼠模型体内的p53基因表达，结果HepG2细胞内的脂肪含量降低，其机制可能是p53敲除后TAp63补偿性上调，随后诱导内质网应激等诱导肝脂肪变性。GUILLEN-SACOTO等[22]在对杂合子小鼠模型进行脂肪肝饮食的诱导下发现p53的调控点下降，类似实验结果又从侧面提示NAFLD过渡到NASH，最终在发展成为HCC的过程中抑癌基因失效的原因[23]。该抑癌基因是否能对脂质代谢起调控作用尚存争议，需要进一步的实验及临床研究探索其机制。

1.5 ADAMTS9/IGF-1血小板凝血酶敏感蛋白样体的解联蛋白金属蛋白酶家族(a disintegrin and metallo-proteinase with thrombo spondin motifs，ADAMTS)，其基因家族的功能包括参与细胞外基质的溶解、止血过程及调节血管的生成等,ADAMTS9是其家族成员之一，是新发现的一个抑癌基因。IGF-1则是胰岛素样生长因子(insulin like growth factor， IGF)家族中的一个亚型。ADAMTS9和/或IGF-1的高表达可降低细胞内的TG含量。有研究[24]发现，ADAMTS9或IGF-1在高脂饮食NAFLD小鼠模型中的高表达可降低肝脏组织的microRNA-190b含量，间接的降低脂肪生成相关酶：3-羟基-3-甲基戊二酰基CoA还原酶(HMGCR)及脂肪酸合成酶(FAS)基因的表达。另外，也有ADAMTS9及IGF-1对胰岛素抵抗存在调控作用的报道[25]。该结果有待进一步证明是两种基因的共同作用，还是其中一种基因占绝对优势。其次，有研究[26]报道ADAMTS9表达增加可导致空腹血糖调节受损，提示部分抑癌基因可能参与到糖脂代谢的过程中，其相应的机制值得深入研究。

2 与胰岛素抵抗的相关基因

2.1 MBOAT7最早有研究[27]发现，MBOAT7是酒精引起的肝硬化的危险因素。随着研究的深入，MBOAT7 rs626283变体与胰岛素信号传导减少有关。UMANO等[28]在多民族的儿童和青年中通过口服葡萄糖耐量试验评估胰岛素敏感性，并通过磁共振成像检测肝内脂肪含量，发现MBOAT7 rs626283与NAFLD相关，并且可能通过调节肥胖儿童和青少年中的肝内脂肪含量来影响葡萄糖代谢，引起胰岛素抵抗，其可能的机制是由MBOAT7 rs626283基因型翻译得到的蛋白质作为酰基转移酶，将多不饱和脂肪酸，特别是花生四烯酰-CoA转移到溶血磷脂中。但MBOAT7 rs626283造成胰岛素抵抗的结论缺乏直接的证据，并且应注意到该基因引起肝内脂肪含量升高后，并未激活机体的保护机制，而是加重胰岛素抵抗这一趋势，这是否提示机体存在多种信号传导方式也值得研究。

2.2 IRS1、ENPP1、SARM1胰岛素受体底物1(insulin receptor substrate 1，IRS1)，参与胰岛素及其他细胞因子信号传导的磷酸化蛋白；磷酸二酯酶1(phosphodiesterase 1， ENPP1)，参与细胞内第二信使的水解过程；SARM1 (sterile alpha and TIR motif containing 1)，参与Toll样受体(TLR)的信号传导过程。IRS1中的rs1801278变体和ENPP1中的rs1044498变体与NAFLD患者的体内胰岛素信号传导减少和更严重的纤维化有关；SAJAN等[29]研究表明，由于肝脏IRS1表达下降，促进肝脏胰岛素抵抗与BMI升高，ENOOKU等[30]通过临床研究发现，肝内IRS1表达与NAFLD组织学变化呈负相关，可能的机制是IRS1在体内的低表达促进肝小叶炎症程度和肝细胞气球样变，且研究结果提示，肝胰岛素抵抗与肝脏坏死性炎症活性之间的相关性要强于肝细胞内甘油三脂堆积水平。SARM1的基因表达与胰岛素抵抗呈正相关。有研究[31]通过敲除高脂饮食诱导的NAFLD小鼠模型中SARM1,抑制IRS1/ FOXO1通路的激活，减弱了胰岛素抵抗。

3 与脂蛋白合成转运相关基因

3.1 跨膜蛋白6超家族成员2(transmembrane 6 superfamily member 2，TM6SF2)TM6SF2参与肝细胞极低密度脂蛋白的分泌。有学者发现，TM6SF2 rs58542926与肝纤维化具有显著相关性[32]，TM6SF2 rs58542926变体在人体内的高表达可导致肝细胞内TG堆积。PETTA等[33]利用瞬时弹性成像技术评估人群中的NAFLD的患病率，发现NAFLD发病与TM6SF2 rs58542926有显著相关性。其可能的机制在于TM6SF2参与甘油三酯与载脂蛋白B100途径，TM6SF2 rs58542926变体导致该功能的丧失，并导致肝甘油三酯含量增加和循环脂蛋白减少[34]。但KRAWCZYK等[35]通过检测63例NAFLD患者的血清CK18-M30发现TM6SF2并未与NAFLD的发病有显著相关性，这可能与纳入数据较少有关。

3.2 载脂蛋白C3(apolipoprotein C3, APOC3)APOC3被认为与脂质代谢有关。APOC3是极低密度脂蛋白(VLDL)的组分，且是脂蛋白脂肪酶的抑制剂，其调节乳糜微粒残余物和VLDL与低密度脂蛋白(LDL)受体的结合。APOC3的高表达与细胞内TG含量升高有关。有研究者利用丙氨酸内酯(ALA)和STAT3的酪氨酸磷酸化(Tyr705pho)的过度表达从正反两面来抑制或上调APOC3的表达，发现TC和TG在细胞模型内的含量与APOC3的表达呈正相关，虽无统计学意义，但其可能的机制是APOC3的高表达，使一部分通过ATAT3信号传导，增加细胞模型内的TC和TG含量[36]。该结论还需要足够的数据分析，以阐明该机制。

4 展望

NAFLD是代谢紊乱综合征的具体表现之一，并已经成为世界第1位的慢性肝病，其发病机制日趋清晰，尤其是对基因组学的研究，进一步揭示了遗传多态性在NAFLD发病机制中各个步骤中的作用：(1)50%的NAFLD疾病易感性和进展倾向是可遗传的[37]；(2)不利的遗传多态性加上环境危险因素会增加患者对NAFLD发生的易感性；(3)并无单纯的某个候选基因会只针对一种物质的代谢，而都是相互关联的；(4)应该注意到某些候选基因的调控点上升后引起机体的保护机制或加重趋势；(5)虽然已经发现了上述基因和遗传变体参与疾病的发生、发展，但并非所有的基因都得到一致的认同。此外，它们对NAFLD易感性的联合作用很少被研究，这或许是以后研究候选基因的又一思路。