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脂肪細(xì)胞因子在非酒精性脂肪肝發(fā)病機(jī)制中的作用

2010-04-12 14:47潘莉綜述韓真審校
實(shí)用肝臟病雜志 2010年2期
關(guān)鍵詞:抵抗素脂聯(lián)素瘦素

潘莉 綜述 韓真 審校

非酒精性脂肪性肝?。╪onalcoholic fatty liver disease,NAFLD)指病變主要在肝小葉,并以肝細(xì)胞脂肪變性和脂肪沉積為病理特征,但無過量飲酒史的臨床病癥。隨著肥胖和糖尿病的高發(fā),NAFLD現(xiàn)已成為我國常見的慢性肝病之一,嚴(yán)重危害人民健康,成年人NAFLD發(fā)病率17%~33%[1]。目前認(rèn)為脂代謝異常(尤其是TG)與胰島素抵抗(insulin resistance,IR)所引發(fā)的高游離脂肪酸(FFA)、高胰島素血癥是NAFLD發(fā)病機(jī)制的中心環(huán)節(jié)。NAFLD根據(jù)其在肝臟組織中的脂肪變程度和炎癥情況,可從單純性脂肪肝進(jìn)展成非酒精性脂肪性肝炎(nonalcoholic steatohepatitis,NASH),并進(jìn)而進(jìn)展到肝硬化[2],并且通過加劇胰島素抵抗而誘發(fā)動脈粥樣硬化性心腦血管疾病的發(fā)生。目前,有關(guān)NAFLD的發(fā)病機(jī)制、自然史及治療的研究進(jìn)展迅速。在這些研究中,脂肪組織作為一種內(nèi)分泌組織,其分泌的多種脂肪細(xì)胞因子在NAFLD的發(fā)生發(fā)展中的作用及機(jī)制受到很大關(guān)注。至今已發(fā)現(xiàn)和推測的脂肪細(xì)胞因子有近百種,已知許多脂肪細(xì)胞因子與NAFLD有關(guān),現(xiàn)將脂聯(lián)素、瘦素和抵抗素、腫瘤壞死因子-α與NAFLD相關(guān)性最新研究進(jìn)展綜述如下。

一、脂聯(lián)素

脂聯(lián)素是由脂肪細(xì)胞分泌的一種激素[3],對維持胰島素敏感性具有一定作用[4]。脂聯(lián)素受體I(adipoR I)在骨骼肌有豐富表達(dá),脂聯(lián)素受體II(adipoR II)主要在肝臟表達(dá)。脂聯(lián)素與受體結(jié)合后,通過激活A(yù)MP激酶和PPAR-α配體的活性而增加肌肉和肝臟的脂肪酸氧化和胰島素的敏感性[5]。脂聯(lián)素能促進(jìn)IL-10和金屬蛋白酶組織抑制因子-l(tissue inhibitor metalloproteinase-1,TIMP-1)的表達(dá),具有抗炎作用。Targher等[6]的研究結(jié)果顯示,NAFLD患者不僅脂聯(lián)素水平顯著低于正常組,且經(jīng)過對數(shù)回歸分析后低水平的脂聯(lián)素與肝臟脂肪變性和炎癥壞死程度相關(guān),但與纖維化的程度無關(guān)。Xu等[7]將脂聯(lián)素注射給肥胖NAFLD小鼠后,其肝腫大、脂肪變性得到改善,炎癥程度減輕,推測脂聯(lián)素抑制了脂肪合成的兩個關(guān)鍵酶—乙酰輔酶A和脂肪酸合成酶,抑制肝臟合成TNF-a,促進(jìn)肝臟脂肪酸氧化。Hui等[8]對109例NAFLD患者的多變量分析發(fā)現(xiàn),低脂聯(lián)素血癥導(dǎo)致胰島素抵抗和NAFLD,并且是獨(dú)立于胰島素抵抗的NASH的特點(diǎn)。脂聯(lián)素與NAFLD有著密切的聯(lián)系,其增強(qiáng)胰島素敏感性、改善肝細(xì)胞脂肪變、減輕炎癥反應(yīng)等作用具有良好的應(yīng)用前景,脂聯(lián)素可能成為臨床上用于治療NAFLD的有效藥物,將成為胰島素抵抗和NAFED防治的新靶點(diǎn)。脂聯(lián)素受體激動劑也將得到廣泛的應(yīng)用。然而,脂聯(lián)素提高胰島素敏感性的詳細(xì)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,及其如何和受體發(fā)生作用,繼而怎樣激活下游的一系列信號分子等一系列問題有待進(jìn)一步研究。

二、瘦素

瘦素(Leptin)是由167個氨基酸組成的脂源性多肽激素,是人體肥胖基因(ob)的編碼產(chǎn)物,位于人類染色體7q31.3位點(diǎn)上,其分子量為16kd,N端21個氨基酸為分泌信號肽,在被分泌入血的過程中去除N端的信號肽。瘦素主要作用于下丘腦瘦素受體,抑制增食欲肽及(或)刺激抑制食欲肽,導(dǎo)致攝入減少、耗能增加及交感神經(jīng)活性增高以消耗脂肪。瘦素可以激活A(yù)MP活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase)減少脂肪沉積,還可特異性抑制肝臟的硬脂酰輔酶A去飽和酶(steamyl-CoA desaturase),使肝臟極低密度脂蛋白(VLDL)生成和脂肪沉積減少,已發(fā)現(xiàn)瘦素替代治療對于脂質(zhì)營養(yǎng)不良的患者可以減輕其肝臟脂肪沉積[9]。與瘦素基因相關(guān)的研究發(fā)現(xiàn)其與糖尿病、高脂血癥等NASH危險因素有關(guān)。日本學(xué)者發(fā)現(xiàn)瘦素受體的Arg223Gln的多態(tài)性與總膽固醇(TC)和低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)水平有關(guān),Arg/Arg純合子攜帶者的高密度脂蛋白(HDL-C)水平降低[10]。Chitturi等[11]研究發(fā)現(xiàn)血清瘦素在非酒精脂肪肝患者明顯升高,多變量分析中,血清瘦素是肝臟脂肪變性嚴(yán)重度的獨(dú)立預(yù)示因子,但它不是肝臟炎癥或纖維化的嚴(yán)重度的獨(dú)立預(yù)示因子,瘦素與肝脂肪變性的關(guān)系可能反應(yīng)瘦素在肝性胰島素抵抗中的作用和或瘦素抗肥胖作用的失效,即外周瘦素抵抗。應(yīng)用基因敲除技術(shù)制造了外周瘦素抵抗動物模型(TKO-OBR小鼠),TKO-OBR小鼠脂肪組織中瘦素抵抗可導(dǎo)致脂肪增加,肝、骨骼肌中甘油三酯增加,高胰島素血癥等,表明外周瘦素抵抗在肥胖、IR和NAFLD中起了重要的作用,其機(jī)制可能是瘦素抵抗及其在“脂肪-胰島內(nèi)分泌軸”雙向反饋環(huán)作用失調(diào)引發(fā)反饋環(huán)的調(diào)節(jié)紊亂。目前瘦素抵抗的機(jī)制尚不明確,Uygun等[12]認(rèn)為高水平的內(nèi)源性瘦素不僅無助于肥胖患者的體重控制,還可引起胰島素抵抗,刺激巨噬細(xì)胞分泌TNF-a,促進(jìn)肝星狀細(xì)胞分化及內(nèi)臟脂肪積聚,使單純性脂肪肝發(fā)展為脂肪性肝炎,纖維化。故高瘦素水平和瘦素抵抗可以提高胰島素水平,促進(jìn)胰島素抵抗,并影響肝細(xì)胞的胰島素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,增加肝細(xì)胞內(nèi)脂肪酸含量,最終引起脂肪肝,且可促進(jìn)肝纖維化的發(fā)生和發(fā)展。盡管研究發(fā)現(xiàn)瘦素與NAFLD相關(guān)的危險因素有關(guān),但是有關(guān)瘦素在非酒精性脂肪肝中的確切作用機(jī)制尚不清楚,尚需進(jìn)一步研究。

三、抵抗素

2001年,Steppan等[13]在研究TZDs調(diào)節(jié)脂肪分化的基因時發(fā)現(xiàn)了一種新的脂肪細(xì)胞因子。由于該因子可以抑制胰島素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,從而抵抗胰島素的作用,因此命名為抵抗素。在3T3-L1細(xì)胞分化過程中,抵抗素mRNA可被誘導(dǎo)表達(dá),但在成熟脂肪細(xì)胞中抵抗素表達(dá)下調(diào)。Zhou[14]等發(fā)現(xiàn)抵抗素緩釋和過表達(dá)會誘導(dǎo)機(jī)體胰島素抵抗并損傷糖耐量,并且抑制前脂肪細(xì)胞分化為成熟脂肪細(xì)胞,減少脂滴形成。在小鼠體內(nèi),抵抗素主要表達(dá)于脂肪組織中。而在人類,脂肪組織和炎性細(xì)胞中(巨噬細(xì)胞)都有高水平的抵抗素表達(dá)?,F(xiàn)有的研究發(fā)現(xiàn)血漿中的抵抗素水平與炎癥、2型糖尿病肥胖及心血管疾病有很大的關(guān)聯(lián)性。AI-Sari等[15]將87個研究樣本分為3組:正常組、肥胖組、肥胖伴有糖尿病組。研究結(jié)果顯示,肥胖伴有糖尿病組的血清中抵抗素、葡萄糖、甘油三酯、膽固醇和低密度脂蛋白水平均高于正常組,但高密度脂蛋白沒有顯著性差異。他們還發(fā)現(xiàn)血清抵抗素水平隨著人類體重指數(shù)(BMI)值的增加而升高。Tokuyama等[16]分析了113名2型糖尿病患者血清中抵抗素、脂聯(lián)素及瘦素的水平,發(fā)現(xiàn)患者血清中的抵抗素濃度明顯高于正常人群,并且這一變化與胰島素敏感性呈負(fù)相關(guān)。抵抗素具有對抗胰島素的作用,給小鼠注射抵抗素2h后,血糖峰值升高28%。小鼠的血糖升高不是由于胰島素分泌減少,而是抵抗素削弱了胰島素的作用,使小鼠產(chǎn)生胰島素抵抗[13]。在細(xì)胞培養(yǎng)中,胰島素促進(jìn)3T3-L1細(xì)胞攝取葡萄糖,而抵抗素可以減弱3T3-L1細(xì)胞的攝糖作用,推測抵抗素可能與胰島素抵抗的產(chǎn)生有關(guān)[17]。人抵抗素主要在外周血單核細(xì)胞中表達(dá),單核細(xì)胞轉(zhuǎn)化為巨噬細(xì)胞時表達(dá)和分泌明顯增加[18,19],提示人類抵抗素的作用可能主要與炎癥有關(guān)[20]。最新研究發(fā)現(xiàn),無論大鼠或人類在發(fā)生慢性肝損害時抵抗素在肝臟表達(dá)增加[21]。Bertolani等[22]報道在人類正常對照組可見抵抗素在肝臟的表達(dá),NASH組表達(dá)增強(qiáng),且表達(dá)量與NASH炎癥活動度計(jì)分呈顯著正相關(guān)。抵抗素的生物學(xué)作用復(fù)雜,對其研究還僅僅處于探索階段,許多問題尚存在爭議。目前研究認(rèn)為,抵抗素與NAFLD的發(fā)生密切相關(guān),但其具體機(jī)制尚未闡明。對抵抗素與胰島素抵抗之間關(guān)系的深入研究,將有利于對NAFLD發(fā)病機(jī)制的探討并可為NAFLD的治療提供新的作用靶點(diǎn)及理論依據(jù)。

四、腫瘤壞死因子-α

腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-alpha,TNF-α)是一種非糖基化蛋白,除脂肪細(xì)胞以外,多種細(xì)胞如巨噬細(xì)胞、單核細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和肥大細(xì)胞等均可合成、分泌TNF-α。TNF-α也可以引起其他細(xì)胞因子的釋放,其主要功能是激活其他細(xì)胞因子和調(diào)節(jié)細(xì)胞的分化、增殖、壞死或凋亡,對脂肪代謝有重要作用。多種胰島素抵抗的肥胖模型鼠脂肪組織中均存在TNF-α的過度表達(dá)。肝臟是TNF-α重要的靶器官,通過與肝細(xì)胞膜上的TNF受體結(jié)合,促進(jìn)肝細(xì)胞凋亡。TNF可以活化神經(jīng)鞘髓磷脂酶,使線粒體呼吸鏈電子傳遞受抑和神經(jīng)酞胺合成增多,從而促進(jìn)脂質(zhì)過氧化和肝細(xì)胞壞死,而肝內(nèi)FFA形成增多還具有加強(qiáng)TNF細(xì)胞毒性的作用。TNF-α降低胰島素受體酪氨酸激酶的活性,從而加重IR,與NAFLD的發(fā)生發(fā)展關(guān)系密切。研究表明,NAFLD患者TNF-α與脂聯(lián)素、胰島素敏感性指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān),與IR顯著正相關(guān)。高TNF-α是NAFLD的獨(dú)立因素,與壞死性炎癥和纖維化成正相關(guān),TNF-a作為損害性因子在NAFLD的發(fā)生、發(fā)展中起著重要作用[23,24]。TNF-α通過多種途徑誘發(fā)IR,參與NAFLD的發(fā)生、發(fā)展,其主要機(jī)制包括:(1)TNF-α通過胰島素受體底物-1(IRS-1)/IRS-2絲氨酸磷酸化,抑制RS-1/IRS-2酪氨酸磷酸化,抑制磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)活性而損害胰島素信號通路;(2)TNF-α可直接抑制脂肪細(xì)胞中葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)子(GLUT)4,使其表達(dá)下降,從而誘發(fā)IR;(3)TNF-α可刺激脂肪組織脂解增加,使血漿FFA濃度增高,F(xiàn)FA又可通過抑制胰島素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)以及對胰島素分泌的影響從而加重IR;(4)TNF-α通過下調(diào)脂肪細(xì)胞過氧化物酶體增殖物活化受體γ(PPARγ)、脂聯(lián)素、IRS-1等損害胰島素敏感性;(5)由TNF-α誘生的其他細(xì)胞因子,如IL-6等可加重IR。可見TNF-α引發(fā)的肝損傷是一多因素,多機(jī)制的復(fù)雜過程,其既能直接損傷肝細(xì)胞,與肝細(xì)胞膜上的受體結(jié)合,誘導(dǎo)肝細(xì)胞死亡,又能增加肝內(nèi)活性氧(ROS)產(chǎn)生,通過誘生炎癥介質(zhì)激活中性粒細(xì)胞等產(chǎn)生間接作用,加重肝細(xì)胞的炎癥、損傷。

五、小結(jié)

脂肪組織作為最大的內(nèi)分泌器官,通過其分泌的多種因子與中樞神經(jīng)系統(tǒng)、肝臟、肌肉、胰臟和免疫組織等組織器官發(fā)生聯(lián)系,共同維持肝臟的代謝平衡。脂肪細(xì)胞因子可通過胰島素的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑誘發(fā)IR,最終導(dǎo)致NAFLD的發(fā)生、發(fā)展。然而,脂肪因子在NAFLD的形成中所起的作用仍未完全闡明,脂肪因子調(diào)節(jié)糖脂代謝酶系的確切機(jī)制、脂肪因子間如何相互作用、脂肪因子如何通過胰島素的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑以外而發(fā)揮作用等諸多問題,仍需進(jìn)一步研究。

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