G 蛋白偶联受体在肝损伤中的作用研究进展

王 莹，项 前，汪 婷，卞金俊

海军军医大学（第二军医大学）第一附属医院麻醉学部，上海 200433

G 蛋白偶联受体（G protein-coupled receptor，GPCR）是细胞表面最大的受体家族，可识别大量的细胞外分子，包括神经递质、激素和趋化因子等［1］。GPCR 在多种生物中表达，包括哺乳动物、植物、微生物和无脊椎动物［2］。GPCR 广泛分布于人体的中枢神经系统、免疫系统、心血管系统、视网膜等器官和组织，参与机体发育和正常功能的行使。肝损伤是指各种原因所导致的肝功能异常，表现为肝脏形态结构破坏和功能失调。GPCR 在多种肝损伤类型中发挥着重要作用，如缺血再灌注肝损伤、胆汁淤积性肝损伤、四氯化碳肝损伤、非酒精性脂肪性肝病（non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD）等。本文就参与急慢性肝损伤的GPCR进行综述，以期为探索新的药物靶点提供思路和依据。

1 GPCR 的分类与结构、激活和信号转导

1.1 GPCR 的分类与结构 首次提出的GPCR 分类方案根据序列同源性将GPCR 分为以下6 类：A类（视紫红质样受体家族）、B 类（分泌素受体家族）、C 类（代谢性谷氨酸受体家族）、D 类（真菌交配信息素受体家族）、E 类（环腺苷酸受体家族）和F 类（平滑卷曲受体家族）［2］，研究者们未在脊椎动物中发现D 类和E 类［2］。另一种分类方案“GRAFS”将脊椎动物GPCR 分为以下5 类：谷氨酸受体家族、视紫红质样受体家族、黏附受体家族、平滑卷曲受体家族及分泌素受体家族［2］。GPCR 包含7 个跨膜螺旋，也称为7 次跨膜受体［2］。GPCR 具有共同的结构，由1 个多肽和1 个细胞外氨基末端、1 个细胞内羧基末端及7 个疏水跨膜结构域组成，并通过3 个细胞外环和3 个细胞内环连接［1］。

1.2 GPCR 的激活和信号转导 研究表明，GPCR存在多种激活方式。（1）经典的GPCR 激活，即GPCR 与异三聚体G 蛋白偶联后激活下游信号通路［3］。许 多GPCR 表 现 出 混 杂 的GPCR-G 蛋 白偶联模式，即1 个GPCR 可以与多个G 蛋白亚型相互作用。由于高度的序列相似性，1 个受体常常与同一家族内的多个G 亚型结合［1］。例如，5-羟色胺1A 受体与3 种Gi/o 家族蛋白Gi2、Gi3和Go5 相互作用［1］。（2）GPCR 的偏置激活，即GPCR 选择性地激活G 蛋白通路或 -制动蛋白（ -arrestin）通路［3］。（3）GPCR 的内化激活。该激活方式有2 种，一种是GPCR 与其激动剂内化后继续信号转导，另一种是位于不同细胞器 的GPCR 在 细 胞 内 被 激 活［3］。（4）GPCR 的二聚化激活。该激活方式也有2 种，即GPCR 仅在二聚化的状态下介导信号转导或GPCR 在二聚化的状态下介导与单体状态下不同的信号转导通路［3］。（5）GPCR 的反式激活。其分为配体依赖途径和配体非依赖途径，前者指GPCR 激活的信号分子诱导产生内源性配体，配体受体结合激活下游信号；后者指GPCR 通过不依赖配体的方式激活下游信号，如磷酸化下游分子或与下游分子形成二聚体［3］。（6）GPCR 的双相激活，即早期时相和晚期时相分别由G 蛋白或 -制动蛋白介导，继而激活不同的信号通路［3］。

2 肝损伤中的GPCR

2.1 肾上腺素能受体（adrenergic receptor，AR） AR是介导儿茶酚胺作用的一类组织受体，分为 -AR和 -AR。AR 可以通过多种方式激活并介导信号转导，如偏置激活 -制动蛋白的 -AR配体卡维地洛，已被证明可以抑制G 蛋白介导的儿茶酚胺毒性作用，并刺激 -制动蛋白介导的细胞生存信号通路［3］。内化激活时， -制动蛋白未与 1-AR 形成复合物，而是短暂“亲吻” 1-AR 并结合到质膜网格蛋白上，然后激活ERK1/2［3］。 2-AR 激活可导致p38 MAPK 双相激活，急性早期激活在10 min 达到峰值，60 min 恢复到基本水平，而弱延迟激活发生在90 min 时并持续6 h［3］。

在急慢性肝损伤研究中，目前报道较多的是 -AR。 -AR 激动剂可加重对乙酰氨基酚诱导的肝损伤，其拮抗剂可减轻四氯化碳诱导的肝氧化损伤、非酒精性脂肪性肝炎、肝脏坏死、脂肪变性、肝纤维化［4］。 -AR 激动剂可减少Fas 抗体（Jo2mAb）诱导的肝细胞死亡。交感神经系统通过 -AR 信号参与四氯化碳相关的肝脂质过氧化、氧化性DNA 损伤和促炎细胞因子产生，化学交感神经切除术基本上阻断了四氯化碳给药后24 h 内观察到的肝毒性作用［4］。在脂多糖诱导的肝损伤模型中，右美托咪定通过 2-AR 增加糖原合成酶激酶3 （glycogen synthase kinase 3 ，GSK-3 ）/丝裂原活化蛋白激酶磷酸酶1（mitogen activation protein kinase phosphatase 1，MKP-1）/核因子E2相关因子2（nuclear factor E2-related factor 2，Nrf2）通路活性，减轻肝脏氧化应激和细胞凋亡［5］。

2.2 血管紧张素受体（angiotensin receptor，ATR） ATR包括1～4 型（AT1R、AT2R、AT3R、AT4R），目前研究较多的是AT1R 和AT2R。AT1R 在成人组织中大量存在，而AT2R 主要在胎儿发育期间表达并在病理条件下表达上调［6］。AT1R 在偏置激活时通过G蛋白途径介导有效的血管收缩和血压升高，并通过 -制动蛋白途径介导潜在的有益作用，包括细胞保护和抗凋亡［3］。双相激活时，AT1R 介导的ERK1/2磷酸化在2 min 时达到第1 个瞬时峰值，然后在120～150 min 达到第2 个持续峰值［3］。ERK1/2 激活的2 个阶段都有助于c-Jun 转录激活和细胞增殖［3］，然而只有ERK1/2 激活的第2 阶段才对血管紧张素Ⅱ诱导的DNA 合成和细胞生长产生影响［3］。

在肝硬化的实验模型中，血管紧张素Ⅱ激活AT1R 可以诱导肝星状细胞增殖并在体外上调TGF- 1 的表达，AT1R 拮抗剂氯沙坦能够降低中度至重度门静脉高压患者的肝静脉压力梯度［7］。也有研究表明血管紧张素Ⅱ激活AT1R，继而磷酸化下游Janus 激酶2 和随后的RhoA/Rho 激酶促进肝纤维化［8］。在硫代乙酰胺诱导的肝纤维化模型中，使用AT1R 拮抗剂替米沙坦和氯沙坦可通过抗炎和抗氧化作用减轻肝纤维化［9］。AT2R 通常在体内外起到对抗和平衡AT1R 介导的作用［10］。AT1R敲除小鼠肝纤维化的发生减少，相反AT2R敲除小鼠却会发生更加严重的肝纤维化，这表明AT2R 的激活可能发挥抗纤维化和抗氧化应激的作用［10］。

2.3 蛋白酶激活受体（proteinase-activated receptor，PAR） PAR 包括4 种亚型：PAR1、PAR2、PAR3、PAR4。PAR1 是凝血酶的高亲和力受体，广泛表达于成纤维细胞、巨噬细胞、血小板和内皮细胞［11］。PAR2 在内化激活时可结合网格蛋白，继而激活ERK1/2 信号［3］。凝血酶结合PAR1/PAR3 可导致表皮生长因子受体反式激活［12］。

在缺血再灌肝损伤小鼠模型中，PAR1 主要表达于肝窦内皮细胞，且在肝缺血再灌后表达增加，PAR1 拮抗剂可减轻肝损伤和肝窦内皮细胞的凋亡［13］。在四氯化碳诱导的肝纤维化模型中，肝星状细胞上表达的PAR1 通过促进肝星状细胞的增殖活化和胶原沉积加重肝纤维化［14］。PAR1 可导致多种与NAFLD 相关的病理变化，包括肝脏脂质积聚、炎症和肝细胞损伤，同样，在2,3,7,8-四氯二苯并-对-二 英（2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin）诱导的NAFLD 中PAR1 也可促进肝纤维化［15］。PAR2主要表达于肝星状细胞、汇管区成纤维细胞 、肝窦内皮细胞等。PAR2 的表达与NAFLD 的严重程度和血浆胆固醇水平相关，研究表明PAR2 通过激活JNK1/2 调节肝脏脂质和胆固醇稳态［16］。PAR2 也可通过抑制腺苷酸活化蛋白激酶介导的自噬促进高脂饮食诱导的肝脂肪变性［17］。在肝纤维化患者中，当组织因子表达上调时，PAR2 被胰蛋白酶类蛋白酶、蛋白裂解酶及凝血因子Ⅶa 和Ⅹa 激活，而PAR2 抑制剂可减轻肝纤维化［18］。

2.4 G 蛋白偶联胆汁酸受体5（G protein-coupled bile acid receptor 5，TGR5） TGR5 为GPCR 视紫红质样受体家族的成员［19］，普遍表达于啮齿动物和人体组织中，可调节能量稳态和葡萄糖代谢［20-21］。TGR5 在肝脏中高度表达，特别是在非实质细胞如库普弗细胞、肝窦内皮细胞和胆管细胞［21］。TGR5可调节肝脏微循环、炎症、组织再生、胆汁分泌及胆囊充盈［22］。研究表明，TGR5缺失小鼠更易产生炎症性肝损伤、胆汁淤积性肝损伤、肝纤维化。在原发性硬化性胆管炎患者的胆管上皮细胞中，TGR5 水平降低可促进反应性胆管上皮细胞表型的发展，加重胆道损伤［23］。TGR5 激动剂可以改善炎症性肝损伤、胆汁淤积性肝损伤、NAFLD，并改善肝脏疾病的肝外并发症，如胆汁淤积性瘙痒［22］。TGR5 抑制剂可延缓多囊性肝病和胆管癌的进展［22］。

2.5 鞘氨醇1-磷酸受体（sphingosine 1-phosphate receptor，S1PR）2 S1PR 属于GPCR 超家族视紫红质样受体家族［24］。在哺乳动物中发现其有5 种亚型：S1PR1、S1PR2、S1PR3、S1PR4 和S1PR5。在啮齿动物和人体肝脏中，S1PR2 主要表达在肝细胞、胆管细胞、肝星状细胞、肝肌成纤维细胞、肝窦内皮细胞和巨噬细胞［25］。研究表明，在胆管结扎小鼠模型中，S1PR2 在肝脏和胆管细胞中的表达水平升高，S1PR2敲除小鼠胆汁淤积诱导的肝损伤减轻，胆管细胞增殖、炎症和肝纤维化减少［26］。进一步的机制研究发现，S1PR2 通过激活ERK1/2-SphK2 信号通路导致组蛋白乙酰化增加和参与细胞增殖和代谢基因表达上调，促进肝纤维化；通过激活ERK1/2-NF- B信号通路增加环氧合酶2 等多种炎症因子的表达，促进肝纤维化；或直接通过激活ERK1/2 诱导炎症反应，促进肝纤维化［26］。

2.6 G蛋白偶联受体120 （G protein-coupled receptor 120，GPR120） GPR120 又称游离脂肪酸受体4，主要表达于肠细胞、脂肪细胞和巨噬细胞，GPR120 已被公认为代谢性疾病的潜在治疗靶点。有研究表明，GPR120 表达降低可能促进了非酒精性脂肪性肝炎进展过程中的炎症反应［27］。GPR120已被确定为 -3 脂肪酸的第1 个受体，并介导其抗炎作用［28］。Raptis 等［28］研究发现，在缺血再灌注肝损伤模型中，GPR120 表达于库普弗细胞，使用GPR120 激动剂GW9508 能减轻肝损伤，而耗竭库普弗细胞或用siRNA 干扰GPR120表达都会消除这种保护作用；进一步研究发现GPR120 对肝损伤的保护作用与抑制NF- B/JNK 介导的炎症反应有关。然而在Baker 等［29］研究中GPR120 似乎并没有肝保护作用，该研究发现在缺血再灌注肝损伤模型中，鱼油（富含 -3 脂肪酸和维生素E）预处理能够减轻GPR120敲除小鼠的肝损伤，这种矛盾结果的出现可能是因为Raptis 等［28］使用的GW9508 为合成的、非特异性游离脂肪酸受体激动剂，也可能是因为耗竭库普弗细胞产生了额外的影响。

3 小结与展望

GPCR 是细胞表面最大的受体家族，因其能够调控许多病理生理过程且在细胞表面具有可以成药的靶点，一直是药物靶点研究的重要领域。肝脏是人体的重要器官，具有代谢、解毒、分泌和排泄胆汁等功能。在受到有害因素侵袭后发生肝损伤如缺血再灌注肝损伤、胆汁淤积性肝损伤等的过程中，有许多GPCR 通过信号转导发挥作用。通过对GPCR 参与肝损伤的研究可为进一步找到潜在的药物靶点提供思路和依据。