非酒精性脂肪性肝病相关分子机制的研究进展

邓威，陈倩，郭金，张璐懿，石春霞，龚作炯

(武汉大学人民医院感染科，武汉 430060)

非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD)是指除酒精以及明确肝损害病因以外的其他因素(不良生活方式、肥胖、2型糖尿病、代谢综合征等)导致的以肝脏脂肪变性为主要特征的临床病理综合征[1]。去除病因是治疗NAFLD的基础，包括改变不良的生活方式、定期运动、降低体质指数等。在早期单纯性脂肪肝阶段，一般无须药物治疗，通过改变生活方式即可完全恢复；非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepatitis，NASH)患者若早期发现、及早治疗，也可实现逆转。目前可用于治疗NAFLD的药物主要包括维生素E、二甲双胍、他汀类药物等。研究发现，辅助性维生素E治疗可显著改善成年NAFLD患者的肝功能和脂肪变性评分[2]。二甲双胍可通过抑制肝糖异生、改善肝脂肪酸代谢、增强脂肪酸氧化以及抑制脂肪生成、增强胰岛素敏感性等改善伴有胰岛素抵抗的NAFLD患者的肝脏三酰甘油积累以及高脂血症等，还可预防高脂饮食诱导的肝肿瘤的发生[3]。他汀类药物虽可导致肝功能损害，但其可改善伴有高脂血症的NAFLD患者的肝脏病理学状态，还可预防肝纤维化[4]。目前的药物大多用于NAFLD的辅助性治疗，深入研究NAFLD的发生发展机制对NAFLD的治疗至关重要。现就NAFLD相关分子机制的研究进展予以综述。

1 肝细胞核因子4

肝细胞核因子4(hepatocyte nuclear factor 4，HNF4)是调节肝脏内基因特异性表达的核受体家族的转录因子，其急性瞬时损失可能是急性器官(肝、肠等)损伤的保护机制。当慢性损伤导致器官功能障碍时，HNF4信号被持久抑制[5]。有研究表明，肝组织HNF4α可通过调控脂解、p53和胆汁酸信号通路防止饮食诱导的NAFLD形成和发展[6]。此外，HNF4还与肝癌的发生有关，敲除HNF4α可促进高脂饮食小鼠的脂肪肝向肝癌进展[7]。高脂饮食可通过氧化应激/蛋白激酶C/HNF4α通路减弱HNF4α表达载脂蛋白B和分泌极低密度脂蛋白的功能，从而促进肝脏中脂肪的积累，导致肝硬化和肝癌[8]。相反，HNF4α过表达可阻止大鼠肝癌的发生[9]。因此，靶向肝HNF4α对NASH的治疗、预防肝癌的发生均具有重要意义。此外，还有研究发现，维生素D可通过激活肝脏维生素D受体上调肝HNF4α的表达，从而改善肝脏脂质积累和代谢异常，为预防和管理NAFLD提供了一种潜在治疗方向[10]。羧酸酯酶2是一种位于内质网Ⅰ相的酶，主要在肝、肠等器官组织表达。羧酸酯酶2可通过调节脂解、内质网应激和脂肪生成维持肝脏三酰甘油的动态平衡，且羧酸酯酶2受HNF4α的调控[11]。Xu等[12]研究发现，羧酸酯酶2可改善并逆转高脂/高胆固醇/高果糖饮食诱导的NASH。因此，以HNF4/羧酸酯酶2通路为靶标的药物可能有助于NAFLD的治疗。

2 沉默信息调节因子1/AMP活化的蛋白激酶通路

沉默信息调节因子1(silent information regulator 1，Sirt1)是一种依赖烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的脱乙酰酶，可通过调节细胞内的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸水平维持能量平衡。Sirt1还可诱导AMP活化的蛋白激酶(AMP-activated protein kinase，AMPK)磷酸化，调节脂质和葡萄糖代谢[13]。有研究发现，Sirt1/AMPK通路是能量平衡的重要调节传感器[14]。脂肪细胞和肝细胞中过多的脂质堆积可抑制Sirt1的活性，降低AMPK调节能量平衡的能力[15]。因此，在NAFLD中提高Sirt1/AMPK通路的活性有助于减少脂质堆积、延缓肝脏脂肪变性进展。

白藜芦醇是一种Sirt1激活剂，可延缓NAFLD进展、减少肝脂肪变性、降低胰岛素抵抗[16]。临床试验也证实，白藜芦醇对NAFLD具有有益作用[17]。另有研究发现，山楂酸可通过上调Sirt1/AMPK信号通路的表达改善肝脏脂肪变性，并显著减少高脂饮食小鼠肝脏中的脂肪积聚[18]。雷公藤红素可通过Sirt1通路减少脂质合成、改善抗炎和氧化状态，从而逆转代谢性肝损伤[13]。烟酰胺磷酸核糖转移酶可通过激活Sirt1和AMPK通路改善高脂饮食诱导的肝脂肪变性，因此其也可能是NAFLD的一个潜在治疗靶点[19]。

3 Janus激酶/信号转导及转录活化因子通路

NAFLD的进展受多种细胞介质调控，包括细胞因子、生长因子和激素等，在众多下游信号通路中，Janus激酶(Janus kinase，JAK)/信号转导及转录活化因子(signal transducer and activator of transcription，STAT)通路在肝脏疾病的发病中起重要作用[20]。其中STAT3是JAK/STAT信号通路的重要成员，也是NAFLD中肝炎和肝纤维化的关键信号[21]。此外，肠道微生物失调也与NAFLD的发生密切相关，补充益生菌可改善肠道微环境，恢复肠道屏障完整性[22]。有研究表明，益生菌和蓝莓可通过下调白细胞介素-22介导的JAK1/STAT3/B细胞淋巴瘤/白血病-2相关X蛋白信号通路的表达抑制肝细胞凋亡，从而抑制肝纤维化和NAFLD的发生[23]。Zheng等[24]研究发现，葛根素可通过JAK2/STAT3信号通路促进瘦素信号转导，从而显著降低NAFLD大鼠肝脏脂质含量、减轻肝脏脂肪变性、降低肝脏炎症反应。此外，白细胞介素-6可作为JAK/STAT3通路的激活剂[25]，白细胞介素-6通过激活磷酸化STAT3增加自噬、降低内质网应激，从而逆转棕榈酸酯诱导的脂毒性，控制NAFLD诱导的肝纤维化[26]。还有研究发现，普洱茶提取物可通过调节白细胞介素-6/STAT3信号通路的表达改善高脂饮食引起的NASH和胰岛素抵抗[27]。因此，针对STAT通路的药物或可治疗NAFLD。

4 内质网应激

内质网是肝细胞蛋白质合成、折叠、解毒、糖脂代谢以及钙离子调节的关键部位[28]。有害刺激引起的内质网蛋白质错误折叠和堆积是导致内质网应激的原因之一[29]。内质网应激可能参与NAFLD发生发展中脂质、葡萄糖代谢紊乱以及细胞死亡途径失调[28]。内质网应激可通过胱天蛋白酶-2激活S1P(site-1 protease)，从而驱动脂质生成和NASH，而胱天蛋白酶-2消融或药物抑制均可防止饮食诱导的脂肪变性和内质网应激倾向小鼠的NASH进展[30]。

改善内质网应激是治疗NAFLD的方法之一。目前广谱的内质网减压药包括4-苯基丁酸和熊去氧胆酸[28]。此外，抗糖尿病类药物在NAFLD合并2型糖尿病患者的治疗中也可发挥独特作用。如钠-葡萄糖协同转运蛋白2抑制剂是一种新型口服降糖药，主要通过抑制肾小管重吸收葡萄糖、促进尿糖排出而降低血糖。有研究发现，达格列净可减轻肥胖大鼠肝脏氧化应激和炎症反应，降低NAFLD评分，从而减轻肝脏内质网应激[31]。Shimizu等[32]研究发现，达格列净(5 mg/d)可改善2型糖尿病合并NAFLD患者的肝脏脂肪变性以及基线肝硬度测量≥8.0 kPa患者的肝纤维化。其他药物如γ-生育三烯醇[33]、Maresin 1[34]、小檗碱[35]也可通过相应的分子通路改善或抑制内质网应激。此外，内质网应激的发生还可能与肝脏钙离子紊乱有关，NAFLD患者肝脏过度脂质积累可通过激活蛋白激酶C抑制钙离子信号通路，而逆转钙离子信号通路受损可改善NAFLD患者症状和胰岛素抵抗[36]。

5 微RNA

微RNA(microRNA，miRNA)是一种非编码RNA，与特定位点结合后可促使信使RNA分子的降解并抑制其翻译。miRNA是脂质代谢的关键调节器和环境线索的潜在调节器，其可调控肝细胞内脂质的运输、合成代谢和分解代谢等各个方面[37]。目前关于miRNA在NAFLD中的作用机制以及将miRNA作为NAFLD诊断生物标志物、NASH早期潜在治疗靶点、肝癌潜在预测因子的研究已逐渐展开[38]。

Wu等[39]研究发现，miR-206通过非受体型蛋白酪氨酸磷酸酶1-胰岛素受体-胰岛素受体底物1轴促进胰岛素信号转导，并通过非受体型蛋白酪氨酸磷酸酶1-蛋白磷酸酶2A-特异性蛋白1-固醇调节元件结合蛋白1c轴抑制脂肪生成。miR-223通过抑制肝脏CXC趋化因子10和转录共激活因子的表达，在控制脂肪变性向NASH的进展中发挥关键作用，可能成为治疗NASH的靶点[40]。Hanin等[41]发现，miR-132是肝脏脂质稳态的关键调节因子，NAFLD患者的miR-132均过表达，因此降低miR-132水平可能是治疗NAFLD的一种方法。Zhang等[42]研究发现，miR-378可通过调节核因子κB/肿瘤坏死因子-α通路促进肝脏炎症和纤维化，表明miR-378抑制剂具有治疗NAFLD的潜力。此外，miR-122、miR-33、miR-34a和miR-21表达或活性改变也是NAFLD发生发展至严重阶段的关键机制[37]。此外，miR-34a还可抑制HNF4α的表达[43]。目前关于miRNA在NAFLD中作用的研究大多集中于动物实验，其应用于人类NAFLD治疗还需要进一步研究探索。

6 自噬溶酶体通路

自噬是溶酶体对营养限制的一种降解途径，在能量需求的脂质平衡中起重要的调节作用[44]。自噬通过溶酶体降解途径分解细胞内脂质，自噬通量不足与肝脏脂肪变性的发生有关[45]。NAFLD发生过程中自噬通量受损与内质网应激增加相关，而恢复自噬通量可阻止或减缓NAFLD的进展[46]。

Rubicon是一种自噬调节蛋白，可抑制自噬[47]。Rubicon在NAFLD中过表达，可通过促进肝细胞脂质凋亡和脂质堆积抑制自噬，在NAFLD中起致病作用[48]。因此，针对Rubicon的调控可能成为NAFLD潜在的治疗方法。此外。运动也可通过抑制脂肪酸结合蛋白1的表达解除脂肪酸结合蛋白1抑制自噬通量的作用、恢复溶酶体功能(包括溶酶体蛋白水解和溶酶体酸化维持)、显著增加自噬通量，从而减轻肝脏脂肪变性[49]。

对于NASH，理想的抗糖尿病治疗必须同时具有减轻患者体重、减少心血管事件、预防肝癌、降低医疗成本并改善患者生活质量的作用[50]。Armstrong等[51]研究发现，胰高血糖素样肽1激动剂利拉鲁肽可减少NASH患者关键代谢器官的代谢功能障碍、胰岛素抵抗和脂毒性。利拉鲁肽还可通过胰高血糖素样肽1受体-转录因子EB介导的自噬-溶酶体途径激活自噬通量，从而减轻肝脏脂肪变性[52]。Su等[53]研究发现，原花青素B2也可通过调节转录因子EB介导的自噬-溶酶体途径和氧化还原状态减轻非酯化脂肪酸诱导的肝脂肪变性。

7 其他潜在途径

7.1PHLPP(PH domain leucine-rich repeat protein phosphatase)2 PHLPP位于第16号和第18号染色体上，编码的蛋白属于磷酸激酶家族，可影响多种信号通路，包括抑制磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B信号通路[54]。PHLPP2参与蛋白激酶B磷酸化的调控，并可调节葡萄糖的代谢[55]。Kim等[56]研究发现，肥胖小鼠和NAFLD患者肝组织中的钾离子通道多聚体结构域蛋白17可与磷酸化PHLPP2结合，使其靶向降解。此外，不依赖哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物1的Raptor蛋白可负性调节肝脏蛋白激酶B活性和脂肪生成，游离Raptor可增强PHLPP2的表达，从而改善饮食诱导的肥胖小鼠的肝脏脂肪变性[57]。因此，PHLPP2可能是肝脂肪变性的一个关键因素，抑制PHLPP2降解或促进PHLPP2生成的激动剂均可能成为治疗NAFLD的潜在策略。

7.2类固醇急性调节蛋白(steroidogenic acute regulatory protein，STARD)1 STARD是细胞内的胆固醇转移至线粒体的关键因素，尤其是STARD1。Kakiyama等[58]发现，STARD1过表达可导致模型小鼠肝胆固醇7α-羟化酶信使RNA表达水平降低，从而导致胆固醇积累，促进单纯性脂肪肝向NASH发展。同时，STARD1还可通过替代线粒体途径维持胆汁酸的生成，从而促进NAFLD向肝癌发展[59]。

7.3高迁移率族蛋白B1(high mobility group box 1 protein，HMGB1) HMGB1是一种高度保守的核蛋白，在启动和维持肝组织的慢性炎症状态中起关键作用[60]。HMGB1水平不仅与肝纤维化程度相关，还与炎症介质(如转化生长因子-β、单核细胞趋化蛋白1)水平有关，表明HMGB1在NAFLD进展中起重要作用[61]。肝细胞中的HMGB1还可通过维持β氧化、防止内质网应激来预防脂质代谢紊乱[62]。Zhang等[63]发现，HMGB1参与了NAFLD的肝脏自噬过程。此外，姜黄素可通过直接或间接降低NASH肝脏的氧化应激和血糖水平减少HMGB1和核因子κB的胞质和胞核转位，延缓NASH肝损伤的进展[64]。因此，血清HMGB1水平可作为NAFLD早期诊断的潜在生物标志物，也可作为预防和干预NAFLD相关炎症的治疗靶点。

7.4CD44 CD44是一种膜整合蛋白，可通过调节肝巨噬细胞极化(促炎表型)和浸润(巨噬细胞运动性和单核细胞趋化蛋白1/CC趋化因子配体2/CC趋化因子受体2系统)促进单纯性脂肪肝向NASH发展[65]。方淼等[66]研究发现，与健康对照者相比，NAFLD患者血清CD44水平显著升高。因此，抑制CD44的生成和促进其降解均可作为NAFLD患者治疗的新途径。

8 小 结

NAFLD的发生发展涉及多种分子机制及信号通路，通过研究NAFLD的相关发病机制，可以进一步了解其潜在的信号转导通路，有助于NAFLD相关治疗靶点的选择。在NAFLD治疗的不同阶段，治疗方案也不完全相同，逆转单纯性脂肪肝、减轻NASH以及延缓、改善或逆转肝纤维化和肝硬化是不同阶段的治疗目标。目前，针对相关靶点的药物研究已取得一定进展，但目前的药物研究主要集中于细胞及动物层面，应用于临床的药物较少。因此，未来还应进行更深入的研究和相关临床试验，为NAFLD的治疗提供新的理论依据。