细胞衰老在非酒精性脂肪性肝病发生发展中的作用

郭悦承 陆伦根

非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)是一种常见的慢性肝脏疾病，其发病率呈逐年上升趋势。NAFLD可进展为非酒精性脂肪性肝炎(NASH)，以肝脏脂肪变性、炎性反应、坏死和纤维化为特征[1]。细胞衰老是指由端粒缩短或DNA损伤引起的细胞分裂能力和增殖能力减弱，细胞周期停滞的状态。在生理条件下，衰老可清除受损细胞，并参与急性应激或损伤时的组织修复。各类细胞因子可通过衰老相关分泌表型(SASP)活化免疫细胞，从而促进衰老细胞的免疫清除。然而，慢性应激可引起端粒耗竭，并产生过多的SASP，导致衰老细胞积聚，组织再生能力下降[2-3]，形成衰老细胞清除不良的恶性循环。

NAFLD患者的肝细胞通常表现出衰老状态，出现严重的DNA损伤和细胞周期停滞。有研究发现，衰老细胞在机体内的耗竭可减轻脂肪变性程度，而诱导肝细胞衰老可促使肝脏脂质沉积[4]。该研究提示，衰老不但可继发于脂代谢紊乱，而且在NAFLD的发生、发展机制中也发挥了重要作用。然而，研究表明细胞衰老也可能对NAFLD产生有益的影响[5]。本文主要从肝星状细胞(HSC)、肝脏再生、DNA甲基化等方面就细胞衰老影响NAFLD发生、发展的机制作一综述，并介绍相关研究结果的临床应用前景。

1 细胞衰老参与了NAFLD的进展

有动物研究表明，细胞衰老与NAFLD间存在着一定的关系。在高脂饮食大鼠中，脂肪变性程度的加重伴随着肝组织中p16和p21表达水平升高，以及p53和Rb磷酸化水平降低[6]。有学者发现，利用基因编辑技术清除表达p16的衰老细胞或者在db/db小鼠体内注射抗衰老药物(达沙替尼+槲皮素)，均可导致衰老细胞数量减少，并伴随着肝脏脂质沉积状况改善[4]。这可能归因于衰老细胞中的线粒体失去了代谢脂肪酸的能力。上述研究表明，衰老细胞的数量与肝脏脂质沉积呈负相关。

多项临床研究进一步支持了细胞衰老与NAFLD相关的假设。肝活组织检查结果显示，NAFLD患者的细胞端粒较短，核面积较小，并且出现明显的DNA损伤，细胞周期阻滞于G1期；此外，p21表达水平升高及核面积增大均与NAFLD严重程度和纤维化分期密切相关[7]。另一项队列研究显示，与未发生肝脂肪变性的患者相比，NAFLD患者的外周血淋巴细胞端粒缩短，端粒酶逆转录酶信使RNA(mRNA)表达水平升高[8]。由此可见，以端粒功能障碍和核面积缩小为特征的细胞衰老参与了NAFLD的进展。

2 细胞衰老影响NAFLD的途径

2.1 DNA甲基化

DNA甲基化作为衰老标志物之一，不仅与NAFLD有关，还可影响NAFLD向NASH的进展过程。有研究表明，DNA甲基化的特征可有效反映人体组织和细胞的衰老程度[9]。肝活组织检查结果显示，轻度与重度NAFLD患者具有不同的甲基化模式，后者的组织修复基因呈现低甲基化和过表达，而代谢相关基因出现高甲基化和低表达[10]。有学者分析了DNA甲基化与γ-谷氨酰转移酶、丙氨酸氨基转移酶和天冬氨酸氨基转移酶表达水平的相关性，发现SLC7A11基因的甲基化与脂代谢相关基因的表达及肝脏脂肪变性的风险降低有关[11]。此外，NAFLD相关基因的胞嘧啶DNA和组蛋白H3K4甲基化特征也与NAFLD的严重程度相关[12]。上述研究提示，肝细胞表观遗传学特征的改变与NAFLD的严重程度存在一定的关联。

2.2 HSC

HSC的衰老是减轻肝纤维化和NASH的关键。HSC中的p53参与了HSC的激活，并促进了纤维化的进展[5]。衰老的HSC可产生较少的细胞外基质(ECM)和较多的基质金属蛋白酶(MMP)，并可导致参与免疫监视的基因表达上调，如自然杀伤(NK)细胞受体NKG2DⅡ型整合膜蛋白的配体[5]。这有利于NK细胞优先杀死衰老的、活化的HSC，从而促进纤维化消退。有研究指出，重组人胰岛素生长因子-Ⅰ(IGF-Ⅰ)可使HSC衰老，通过改善肝脏中氧化应激和线粒体功能来减轻NASH小鼠肝脏的脂肪变性、炎性反应和纤维化，并且这一作用依赖于p53参与的衰老调节机制[13]。此外，单核细胞来源的CD11BhiF4/80intLy-6Clo巨噬细胞通过分泌MMP和IGF-Ⅰ，以旁分泌的方式刺激活化的HSC衰老或凋亡，从而导致ECM降解，加速纤维化消退[14]。

2.3 肝脏再生

肝细胞衰老和脂肪蓄积均与肝脏再生能力受损有关。有学者发现，持续增殖的肝细胞可避免衰老，而小鼠衰老的肝细胞在连续移植后也可恢复增殖能力[15]。另一项研究指出，表皮生长因子受体(EGFR)表达下调与db/db小鼠的肝脏再生能力受损有关，并且EGFR可能参与了肝脂肪变性影响肝脏再生的机制[16]。此外，一项有关端粒酶缺陷的小鼠模型研究表明，端粒缩短或端粒酶突变可降低慢性损伤的肝细胞的再生能力，从而加速肝纤维化进展[17]，而移植携带端粒酶RNA的腺病毒可改善这些小鼠的肝功能，减轻肝纤维化[18]。上述研究表明，衰老可能通过干扰肝脏再生过程而影响NASH的缓解。

SASP与肝脏再生之间的相关性在NASH缓解过程中发挥了重要作用。有研究表明，SASP对小鼠角质形成细胞的短期干预会增强该细胞的再生能力，并促进干细胞相关标志物的表达，而长期SASP干预后，该角质形成细胞会维持衰老状态，抵抗持续的再生刺激[19]。此研究结果提示，SASP在促进细胞可塑性和组织再生方面具有双重作用，这一特性可能使其拥有良好的临床应用前景。

3 细胞衰老影响NAFLD向HCC的进展

细胞衰老在肝细胞癌(HCC)中的作用尚未明确。目前研究表明肝细胞衰老是HCC进程中的一种保护机制。在p53基因缺失的HCC小鼠中短暂恢复p53的表达可导致细胞衰老，并可通过巨噬细胞、中性粒细胞、NK细胞等先天免疫细胞的协同作用，使肿瘤退化至无法检测的水平[20]。另有研究表明，p53基因缺失诱导的DNA损伤可导致DNA修复异常和细胞凋亡减少，基因组的不稳定性增加，突变率升高[21]。然而有学者发现，端粒功能障碍虽然可通过抑制增殖和促进凋亡来减少HCC病灶的数量并缩小病灶体积，但也在肿瘤起始阶段促进了HCC发生[22]。这提示，细胞衰老伴随的端粒功能障碍在HCC的起始阶段及进展过程中可能发挥着不同的作用。

目前研究表明衰老影响HCC进展的途径与HSC有关。有学者提出，p53可协同核因子-κB(NF-κB)在衰老细胞中发挥抗肿瘤作用，并且抑制HSC中p53依赖性的细胞特异性衰老程序可促进肝纤维化，增强邻近上皮细胞向HCC转化[23]。p53表达正常的衰老HSC优先分泌白细胞介素-6(IL-6)、干扰素-γ(IFN-γ)和细胞间黏附分子-1(ICAM-1)，而p53基因缺失的衰老HSC在增殖后分泌IL-3、IL-4和IL-5，刺激巨噬细胞极化为促进肿瘤生长的M2状态，从而促进癌前病变细胞增殖[23]。然而也有研究指出，肠道菌群代谢产物脱氧胆酸(DCA)可通过IL-1和衰老HSC分泌的SASP促进HCC进展[24]。因此，衰老HSC对HCC的影响还需要进一步研究证实。

4 相关研究的临床转化意义

目前，NAFLD诊断和监测的金标准是肝活组织检查，但其作为一种侵入性检查，可能造成患者出血、腹痛等并发症，而且仅对一小部分肝组织进行取样可能会造成实验结果的偏倚。血清或血浆中的衰老标志物(液态活组织检查)具有反映疾病严重程度和进展的潜力，该类指标包括衰老相关基因及其他衰老分子指标，如端粒长度、无细胞微RNA(cfmiRNA)等[25-26]。有学者提出，端粒缩短是2型糖尿病患者发生NAFLD的危险因素之一，并且其可预测胰岛素抵抗的严重程度[27]。一项横断面研究显示，白细胞端粒缩短与NAFLD相关的晚期纤维化风险增高有关[28]，但具体机制尚不清楚，有学者认为这可能与氧化应激及炎性反应有关[29]。

目前尚无用于治疗NAFLD或NASH的药物获批，对该疾病患者的干预措施主要侧重于从运动和饮食方面调节患者的代谢水平。诸多动物研究探讨了抗衰老药物在NAFLD中的应用前景，例如激酶抑制剂达沙替尼和槲皮素可诱导脂肪肝小鼠的衰老细胞凋亡，并减少脂质蓄积[4]；短期SASP干预可恢复NASH患者肝脏再生能力[19]；IL-22通过信号转导及转录激活因子3(STAT3)通路和p53依赖性途径可促进HSC衰老，并可降低α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)的表达水平[30]。由此可见，抗衰老疗法可能是解决NAFLD治疗难题的突破口，但尚不能排除抗衰老干预对HCC进展的潜在影响。

5 结语

近年来，随着人们生活方式和饮食结构的改变，肥胖、糖尿病、高脂血症等代谢性疾病的发病率逐年升高，NAFLD也成为威胁人们健康的常见肝病。NAFLD的发生、发展机制尚未明确，目前的治疗手段相对局限，故越来越多的研究开始探讨NAFLD治疗的潜在靶点及其可行性。

细胞衰老涉及正常的衰老过程，也涉及常见的人类疾病，已引起了研究者的广泛关注。目前研究表明，衰老的复杂机制参与了NAFLD的进展，与炎性反应、脂肪变性、纤维化等表型密切相关。动物实验也证实了抗衰老疗法对于NAFLD具有一定的疗效。然而，由于衰老机制在NAFLD中的作用尚未完全阐明，抗衰老疗法也可能有潜在的导致NAFLD病情加重，甚至促使其进展为HCC的风险。因此，抗衰老疗法潜在的不良反应及适应证还有待进一步研究阐明。