食源性晚期糖基化终末产物与非酒精性脂肪肝关系的研究进展

蔡 魏，徐积兄，邱 剑

(1.南昌大学a.研究生院医学部2014级； b.第一附属医院内分泌科，南昌 330006； 2.九江市第三人民医院a.内分泌科； b.普外科，九江332000)

非酒精性脂肪肝(nonalcoholic fatty liver disease，NAFLD)是最常见的慢性肝病，被公认为是世界范围内严重的公共卫生问题。NAFLD在世界和亚洲的总患病率分别为25%和27%[1]。随着中国经济的发展，西方化的饮食、久坐不动的生活方式极大的改变了中国人的日常生活模式。肥胖、糖尿病、血脂异常和代谢综合征的患病率不断上升，使中国人口罹患脂肪肝的风险增加。来自上海、北京等地区的流行病学调查[2]显示，普通成人B超诊断NAFLD患病率10年期间从15%增加到31%以上。NAFLD的发病机制至今仍不清楚。晚期糖基化终末产物(advanced glycation end products，AGEs)在NAFLD发病中起着重要的作用，食源性AGEs是人体内AGEs的主要贡献者。现代西方化饮食中包含了过量的高温加工食品，如烧烤和油炸食品，而经过高热处理后的食品就不可避免的形成较多的食源性AGEs[3]。食源性AGEs在代谢综合征中起着重要作用[4-5]，NAFLD是代谢综合征在肝脏上的表现之一[6]。本文就食源性AGEs与NAFLD关系的研究进展进行综述。

1 NAFLD概述

NAFLD是一种以肝脏脂肪变性和脂肪沉积为特征的临床综合征，但没有过量饮酒史(女性每天摄入小于20 g乙醇或男性每天摄入小于30 g乙醇)。NAFLD的范围广泛，从单纯性脂肪变性到非酒精性脂肪性肝炎(NASH)，严重者进一步导致纤维化和潜在的肝硬化，甚至到肝功能衰竭和肝细胞癌。NASH和非酒精性脂肪性纤维化是NAFLD进展期的表现[6]。NAFLD是一种与胰岛素抵抗和遗传易感性相关的代谢性肝病[7]。DAY等[8]于1998年在发病机制上首次提出了“二次打击”模型学说。“第一次打击”是指由于胰岛素抵抗的原因，逐步堆积的游离脂肪酸导致肝脏出现糖脂代谢异常；“第二次打击”是指随后出现的异常炎症因子释放、氧化应激、脂质过氧化反应等共同参加的炎症反应。持续的炎症反应会导致肝脏从脂肪变进一步进展为纤维化、硬化、甚至肝恶性肿瘤。随着研究的发展，“二次打击”模型学说已经变成“多重打击”模型学说。“多重打击”模型学说认为饮食习惯、胰岛素抵抗、内脏肥胖、炎症状态、氧化应激、肠道菌群、遗传易感性均是NAFLD发生发展的危险因素[9]。

2 食源性AGEs概述

AGEs是指蛋白质、核酸、脂质等大分子物质的游离氨基端在无酶参与条件下，自发与葡萄糖或其他还原糖的醛基或酮基反应生成稳定、不可逆的共价化合物[10]。人体内主要有内源性AGEs和食源性AGEs两大类型，其中内源性AGEs是指在人体内糖类或者羰基化合物与蛋白质在生理环境中发生非酶促糖基化反应而产生的产物[11]。高血糖、氧化应激、氧自由基可以增加内源性AGEs的产生。而AGEs的增加又会加重糖尿病及其并发症、代谢综合征等疾病的进展，从而形成恶性循环[12]。而食源性AGEs是在非人体生理环境条件下产生的AGEs，主要是从食物摄入或环境吸入AGEs形成的产物[13]。食源性AGEs占人体AGEs池的大部分[14],通过减少高AGEs食物的摄入可以显著降低血清AGEs水平[15]。食源性AGEs的含量主要与两个因素有关：1)与食物类型有关，例如肉类、油类等食物高于水果蔬菜[16]；2)与烹饪方法有关，通过烘烤、油炸、煎炸比蒸、煮、炖的烹饪方式会产生更多AGEs[17]。约十分之一的食源性AGEs可以进入血液，血清AGEs水平与膳食AGEs水平明显正相关[18]。

3 食源性AGEs参与NAFLD的发病机制

食源性AGEs在体内的积累会导致促炎和促纤维化途径的激活，从而导致肝脏细胞外基质结构和功能的改变[19]。这种改变可能通过三条途径介导：1)非受体结合的方式发挥作用；2)受体结合的方式发挥作用；3)影响肠道菌群发挥作用。

3.1 食源性AGEs通过非受体结合的方式发挥生物学作用

食源性AGEs可以不依赖受体，而是通过基底膜分子间形成交联发挥作用。这种交联作用会导致蛋白质的结构和功能显著改变，影响组织的结构和功能[20]；另一方面，AGEs沉积在血管壁上可以不依赖受体直接影响一氧化氮(NO)介导的血管舒张[21]。尽管有许多研究通过受体依赖途径来调查AGEs与疾病的关系，但学者也开始逐渐关注非受体结合的AGEs在肝脏疾病中的作用[22]。

3.2 食源性AGEs通过受体结合的方式发挥生物学作用

目前发现至少有8个受体能够结合AGEs，其中最典型的受体是AGEs特异性受体(AGE-specific cellular receptor,RAGE)。其他特征明显的受体有AGE-R1、AGE-R2、AGE-R3，这些受体的作用是复杂的，不同的受体可能相互作用、相互影响[23]。

RAGE是细胞表面免疫球蛋白超家族中的一种多配体受体，在多种细胞中表达。RAGE的分子结构主要由3个结构域组成，分别是细胞外的结构域、疏水膜的横跨结构域和高度填充胞质区的结构域。它这种特殊的分子结构是完成细胞内信号转导所必需的[24]。人体内的RAGE蛋白有接近20种天然的异构体。RAGE在许多细胞类型中都有表达，包括肝kuffer细胞和肝星状细胞。在NAFLD的动物模型中，食源性AGEs通过RAGE依赖性途径调节肝损伤、炎症和肝纤维化，AGEs与RAGE结合后，激活触发的信号级联有丝裂原激活蛋白激酶、p38丝裂原-内质网活化蛋白激酶(MAPKs)、还原型辅酶II(NADPH)等，这些信号级联触发核转录因子(NF-kB)的激活和易位[25]。NF-kB触发促炎细胞因子有白介素-1β(IL-1β)、白介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-a(TNF-a)、生长因子、血管细胞因子-1、组织因子、血管内皮生长因子等[26]。在这个过程中RAGE首先打破细胞内的氧化还原平衡状态，继而使细胞内生成更多的氧自由基，氧化应激状态的增强，会进一步破坏体内抗氧化防御机制，增加脂质过氧化，导致出现有害的胰岛素抵抗[27]。同时这种氧化应激和AGEs会启动一个正反馈循环：氧化应激的增加会加剧AGEs的形成，而AGEs-RAGE的相互作用也会促进活性氧的产生[28]。高AGEs饮食干预后人体内IL-1β、IL-6、TNF-a等多个炎症因子均高度表达，且明显高于对照组，证实食源性AGEs明显提高循环炎症因子的水平[29-30]。这些炎症因子在NAFLD的形成过程中都被证实发挥着重要作用。

晚期糖基化终产物受体-1(AGER-1)是低聚糖转移酶复合物的一部分。它被认为是系膜细胞炎症反应的负调控因子[31]。晚期糖基化终产物受体-2(AGER-2)被发现在糖尿病并发症和乳腺癌中发挥作用[32]。晚期糖基化终产物受体-3(AGER-3)在急性炎症、肌成纤维细胞增殖和激活、细胞迁移、黏附、生长和分化的过程中发挥作用[33]。在糖尿病中AGER-3(galectin-3)通过激活胰岛素受体增加胰岛素抵抗[34]。因此，它们均有可能参与NAFLD的发病机制，仍需要更多的相关研究来探讨。

3.3 食源性AGEs通过影响肠道菌群发挥作用

根据动力学研究由于交联和蛋白质聚集，只有10%～30%的食源性AGEs被吸收进入血循环,这些未被吸收的AGEs被认为会改变肠道微生物群的组成，对胃肠道健康产生不利影响[35]。

饮食结构在肠道生态系统中起着至关重要的作用。肠道菌群在营养吸收、脂肪代谢、体重调控等方面的作用被广泛认知，但肠道菌群与NAFLD发病机制研究才刚开始起步[36]。肠道菌群参与食品加工、饱腹感通路的激活、对病原体的保护以及维生素、短链脂肪酸和次生胆汁酸等代谢产物的产生[37]。因此，肠道菌群是调节个体宿主健康表型的“第二基因组”。肠道微生物群的机会致病菌产生的内毒素被认为是触发代谢综合征发展的低级别炎症的主要介质。饮食可以通过两种方式破坏肠道微生物群：1)降低肠道保护屏障双歧杆菌的水平；2)促进内毒素产生者的生长。这些变化最终导致宿主血液中脂多糖水平升高[38]。肠道菌群通过“肠-肝轴”将肠道细菌代谢产物(脂多糖、肽聚糖、细菌DNA等)经由肝脏中门静脉运至肝脏，肝脏中的各种免疫细胞识别细菌产物并发生免疫反应。内毒素的增加使肠细胞间连接被破坏，肠道黏膜的通透性增加，使肠道菌群移位。更多的细菌代谢产物和其他化合物涌入肝脏中，激活Toll样受体(TLR)，主要是其中的TLR4和TLR9，刺激信号级联，并释放细胞因子和趋化因子，引发炎症反应、氧化应激和脂质积累，最终致使脂肪肝和纤维化。在炎症反应阶段影响了肝脏的“解毒”功能，加重肠道功能紊乱，形成恶性循环[39]。

QU等[3]通过成分测序探讨食源性AGEs对肠道微生物组结构的影响，并利用靶向和非靶向代谢组学方法探讨食源性AGEs对小鼠粪便微生物组的影响。这些结果均提示，长期暴露于较高的食源性AGEs下，不仅改变肠道菌群，还会引起宿主出现代谢紊乱。

4 结语与展望

食源性AGEs可通过上述多种机制影响NAFLD的发病。RAGE及RAGE下游信号通路的阻断、基因的敲除或食源性AGEs摄入限制等方法可能成为治疗这类肝脏疾病的有效手段。但目前食源性AGEs相关的临床研究较少，需要更大样本量的研究探求食源性AGEs影响NAFLD的确切机制。相信随着研究的深入，可为该病的发病机制和防治寻找到新的切入点。