黃思，劉浩，楊滔，何芋岐，陸遠(yuǎn)富，魯艷柳

(遵義醫(yī)學(xué)院，貴州遵義563003)

膽汁酸主要在肝臟中由膽固醇生成，其本身是調(diào)節(jié)脂質(zhì)和碳水化合物穩(wěn)態(tài)的核受體法尼基衍生物X受體(FXR)的配體，通過(guò)FXR可促進(jìn)脂肪和膽固醇的吸收，調(diào)節(jié)脂質(zhì)和碳水化合物的代謝。FXR可通過(guò)調(diào)節(jié)膽汁酸的合成、排泄和轉(zhuǎn)運(yùn)影響脂質(zhì)代謝[1，2]，目前已逐漸成為治療代謝性疾病、心血管疾病和膽汁淤積性疾病相關(guān)藥物開(kāi)發(fā)的重要靶點(diǎn)[3]。本文結(jié)合文獻(xiàn)就核受體FXR在膽汁酸合成與轉(zhuǎn)運(yùn)調(diào)節(jié)中作用的研究進(jìn)展作一綜述。

1 膽汁酸的合成與轉(zhuǎn)運(yùn)

膽汁酸是膽固醇在體內(nèi)的主要代謝產(chǎn)物[4]。直接以膽固醇為原料合成的膽汁酸稱(chēng)為初級(jí)膽汁酸，包括膽酸和鵝脫氧膽酸。初級(jí)膽汁酸在腸道中經(jīng)過(guò)脫羥作用生成次級(jí)膽汁酸，包括脫氧膽酸和石膽酸等。膽汁酸還可分為游離膽汁酸和結(jié)合膽汁酸兩類(lèi),游離膽汁酸包括膽酸、鵝脫氧膽酸、脫氧膽酸、石膽酸等。當(dāng)游離膽汁酸與甘氨酸或牛磺酸結(jié)合時(shí)，形成結(jié)合膽汁酸。肝臟是體內(nèi)惟一能合成初級(jí)膽汁酸的器官，其合成通路有兩條，即經(jīng)典通路和替代通路。經(jīng)典通路又稱(chēng)中性通路，是主要的膽汁酸合成途徑，這條通路由膽固醇7α-羥化酶(CYP7A1)啟動(dòng)，經(jīng)由另一個(gè)關(guān)鍵酶膽固醇12α-羥化酶(CYP8B1)作用最終生成膽酸[5]。替代通路又稱(chēng)酸性通路，由線粒體固醇27-羥化酶(CYP27A1)啟動(dòng)，經(jīng)由膽固醇25α-羥化酶作用最終生成鵝脫氧膽酸[6]。

膽汁酸在肝臟合成后，通過(guò)膽鹽輸出泵(BSEP)、多藥耐藥性相關(guān)蛋白2(MRP2)從肝細(xì)胞內(nèi)泵入膽小管，其中BSEP運(yùn)輸單價(jià)膽汁酸、MRP2運(yùn)輸二價(jià)膽汁酸[6]，最終膽汁酸匯入膽囊儲(chǔ)存。進(jìn)餐后，膽囊在胰酶分泌素作用下收縮，膽汁酸排入十二指腸，繼而發(fā)揮生理功能。游離膽汁酸在小腸可通過(guò)簡(jiǎn)單擴(kuò)散被重吸收，而結(jié)合膽汁酸主要在回腸通過(guò)膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)體(ASBT)被主動(dòng)重吸收，進(jìn)入小腸黏膜細(xì)胞，繼而與膽汁酸結(jié)合蛋白(IBABP)結(jié)合，再由膽酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(OSTα/β)轉(zhuǎn)運(yùn)到門(mén)靜脈。在?；悄懰徕c協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)肽(NTCP)和有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)肽(OATP)介導(dǎo)下，膽汁酸重新被肝細(xì)胞攝取。重新攝取后的膽汁酸，會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)合膽汁酸，再次被分泌到膽小管，參與膽汁形成。此過(guò)程即膽汁酸的肝腸循環(huán)[7]。在經(jīng)歷肝腸循環(huán)后，只有約5%膽汁酸會(huì)經(jīng)糞便排出體外，而這部分會(huì)通過(guò)肝臟從頭合成進(jìn)行補(bǔ)充[8]。

2 FXR的結(jié)構(gòu)、功能及其在膽汁酸合成與轉(zhuǎn)運(yùn)中的調(diào)節(jié)作用

2.1 FXR的結(jié)構(gòu)和功能 FXR屬于核受體超家族成員，具有典型的核受體結(jié)構(gòu)，包括氨基酸配體非依賴的轉(zhuǎn)錄活化域、DNA結(jié)合域、鉸鏈區(qū)、配體結(jié)合域和羧基端配體依賴的轉(zhuǎn)錄活化域等。FXR最早是從大鼠肝臟cDNA文庫(kù)篩選得到的，起初被認(rèn)為是孤兒核受體。目前，F(xiàn)XR基因已在人、鼠等多個(gè)物種成功克隆。當(dāng)配體與FXR的配體結(jié)合域結(jié)合后，核受體構(gòu)象發(fā)生變化，DNA結(jié)合域結(jié)合到靶基因啟動(dòng)子上的FXR反應(yīng)元件，從而發(fā)揮轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)作用。研究證實(shí)，膽汁酸是FXR的內(nèi)源性配體，對(duì)膽固醇穩(wěn)態(tài)具有調(diào)節(jié)作用，因此FXR也被稱(chēng)為膽汁酸受體。膽汁酸與羧基端配體依賴的轉(zhuǎn)錄活化域結(jié)合可激活FXR，從而影響其下游靶基因表達(dá)，調(diào)節(jié)膽汁酸的生成、分泌、重吸收以及膽汁酸和膽固醇的穩(wěn)態(tài)平衡，在膽汁酸代謝通路中發(fā)揮重要的調(diào)控作用[2]。其中，鵝脫氧膽酸是FXR最有效的配體之一[2]。

2.2 FXR對(duì)膽汁酸合成的調(diào)控作用 CYP7A1、CYP8B1、CYP27A1是膽汁酸合成通路中具有關(guān)鍵性作用的酶。其中，CYP7A1是膽汁酸合成經(jīng)典通路的限速酶，在人體內(nèi)的表達(dá)局限于肝臟，屬肝臟特異性微粒體細(xì)胞色素P450酶[9]，可催化膽固醇的7α羥化反應(yīng)。CYP8B1是膽汁酸合成經(jīng)典通路的另一個(gè)關(guān)鍵酶，具有與CYP7A1氨基酸序列39%的一致性[10]，分布在多種組織器官中，其作用隨著分布部位不同而不同，如在腎臟中可參與甾體生成、在肝臟中可參與膽汁酸生成。CYP27A1啟動(dòng)膽汁酸合成的替代途徑，膽固醇經(jīng)這條途徑被氧化，最終生成CDCA。

核受體FXR通過(guò)兩條通路調(diào)控CYP7A1、CYP8B1、CYP27A1這三個(gè)關(guān)鍵酶。在肝臟中，核受體FXR與膽汁酸結(jié)合，直接誘導(dǎo)小分子異源二聚體伴侶(SHP)，而SHP與肝受體類(lèi)似物1(LRH-1)結(jié)合，從而抑制CYP7A1轉(zhuǎn)錄。此外，SHP還可通過(guò)肝細(xì)胞核因子4α，使CYP27A1、CYP8B1轉(zhuǎn)錄水平下降[11]。在腸道中，核受體FXR被膽汁酸激活后，可誘導(dǎo)成纖維母細(xì)胞生長(zhǎng)因子(FGF15/19)表達(dá)和分泌[12]，通過(guò)血液循環(huán)到達(dá)肝臟，與成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體4結(jié)合，激活JNK信號(hào)通路，從而抑制CYP7A1轉(zhuǎn)錄。有研究還發(fā)現(xiàn)，膽管細(xì)胞中的CYP27A1表達(dá)同樣會(huì)被FGF15/19的活化所抑制[13]。

2.3 FXR對(duì)膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)的調(diào)控作用 FXR在膽汁酸的肝腸循環(huán)中通過(guò)調(diào)節(jié)膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)體表達(dá)，影響膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)。目前認(rèn)為，F(xiàn)XR可調(diào)節(jié)與膽汁酸有關(guān)的轉(zhuǎn)運(yùn)體包括分布在肝臟的膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)體(如BSEP、MRP2、MDR3、NTCP)[14]、分布在回腸的膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)體(如ASBT、IBABP)以及在肝臟和回腸均有分布的膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)體(如OSTα/β、OATP等)[15]。

2.3.1 FXR對(duì)分布在肝臟的膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)體的調(diào)控作用 BSEP是膽汁酸在肝臟中的主要轉(zhuǎn)運(yùn)體之一，主要作用是通過(guò)肝細(xì)胞膽管膜轉(zhuǎn)運(yùn)膽鹽[16]。研究表明，BSEP被抑制或者表達(dá)下調(diào)，會(huì)導(dǎo)致膽汁淤積，不僅與膽石癥的發(fā)生密切相關(guān)，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起肝臟損傷[17]。BSEP啟動(dòng)子上有可與FXR直接結(jié)合的反應(yīng)元件(IR-1)，因而受到FXR的直接調(diào)控。使用經(jīng)典的FXR抑制劑，如GW4064，會(huì)使BSEP表達(dá)降低[18]。

MRP2屬于多藥耐藥相關(guān)蛋白家族，主要分布于肝細(xì)胞基底膜上，能促進(jìn)肝臟中膽汁的分泌[19]，MRP2表達(dá)下調(diào)會(huì)引起膽汁淤積，進(jìn)而導(dǎo)致肝臟損傷。另外，MRP2表達(dá)下調(diào)時(shí)，會(huì)引起炎癥細(xì)胞因子過(guò)度釋放，也會(huì)造成肝臟損傷[20]。在MRP2轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游有一個(gè)特殊序列，其能與FXR結(jié)合形成異二聚體，在膽汁淤積狀態(tài)下，F(xiàn)XR使MRP2的表達(dá)水平上升，加快膽汁酸排出[21]。

MDR3是ATP依賴型轉(zhuǎn)運(yùn)體，位于肝細(xì)胞膽管膜，通過(guò)消耗ATP將肝小葉膽管膜內(nèi)的磷脂酰膽堿轉(zhuǎn)移到膜外。MDR3的啟動(dòng)子上也有與FXR直接結(jié)合的標(biāo)志性序列IR-1。有研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)對(duì)原代人肝細(xì)胞使用經(jīng)典的FXR激動(dòng)劑GW4064或CDCA時(shí)，MDR3 mRNA表達(dá)明顯上調(diào)，提示轉(zhuǎn)運(yùn)體MDR3很可能受FXR的直接調(diào)控[22]。李琦等[23]在研究茵梔黃注射液的作用機(jī)制時(shí)發(fā)現(xiàn)，茵梔黃注射液可通過(guò)FXR促進(jìn)MDR3 mRNA和蛋白表達(dá)來(lái)調(diào)控肝臟膽汁酸代謝，故通過(guò)FXR調(diào)控MDR3表達(dá)來(lái)治療膽汁淤積性疾病是可行的。

NTCP位于肝細(xì)胞的基底膜側(cè)，是第10個(gè)溶質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族成員之一，負(fù)責(zé)促進(jìn)肝細(xì)胞吸收膽鹽，在膽汁酸的肝腸循環(huán)過(guò)程中發(fā)揮重要作用[24]。在高血脂大鼠膽固醇代謝機(jī)制的研究中發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)XR通過(guò)誘導(dǎo)SHP表達(dá)抑制膽汁酸合成的同時(shí)，作為FXR靶蛋白的NTCP表達(dá)亦被抑制，并與FXR表達(dá)變化相反。在大鼠原代HepG2和COS肝細(xì)胞中亦發(fā)現(xiàn)，SHP激活與NTCP表達(dá)被抑制具有明顯相關(guān)性。

2.3.2 FXR對(duì)分布在回腸的膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)體的調(diào)控作用 在膽汁酸的肝腸循環(huán)過(guò)程中，ASBT是負(fù)責(zé)小腸對(duì)膽鹽重吸收的重要轉(zhuǎn)運(yùn)體之一。雖然早期研究在大鼠體內(nèi)未發(fā)現(xiàn)FXR對(duì)ASBT的調(diào)控作用，但近期在小鼠動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，膽汁酸與FXR結(jié)合后可上調(diào)SHP表達(dá)，進(jìn)而抑制LRH-1表達(dá)，而LRH-1表達(dá)被抑制又會(huì)下調(diào)ASBT表達(dá)[25]。另外，在家兔體內(nèi)亦發(fā)現(xiàn)了同樣的調(diào)節(jié)機(jī)制。

IBABP負(fù)責(zé)將膽鹽從小腸細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)到肝內(nèi)血液中，重吸收的膽鹽經(jīng)Na+共轉(zhuǎn)運(yùn)多肽和Na+依賴性離子/轉(zhuǎn)運(yùn)聚合肽作用，重新被肝細(xì)胞攝取。IBABP的啟動(dòng)子區(qū)域有與FXR特異結(jié)合序列IR-1，CDCA可通過(guò)激活FXR而誘導(dǎo)IBABP基因表達(dá)，然而FXR對(duì)IBABP的調(diào)控并不呈簡(jiǎn)單的正負(fù)關(guān)系。在FXR敲除的大鼠模型中發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)XR對(duì)IBABP表達(dá)同時(shí)存在上調(diào)和下調(diào)兩種作用相反的調(diào)控機(jī)制。雖然FXR對(duì)IBABP的調(diào)控機(jī)制尚未完全明確，但在結(jié)腸癌細(xì)胞和大腸癌細(xì)胞增殖機(jī)制的研究中均發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)XR與IBABP表達(dá)均存在異常，因此理論上可通過(guò)配體類(lèi)藥物調(diào)控FXR表達(dá)，進(jìn)而影響細(xì)胞中IBABP表達(dá)，最終達(dá)到治療目的[26]。

2.3.3 FXR對(duì)分布在肝臟與回腸的膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)體的調(diào)控作用 膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白OSTα/β同時(shí)存在于肝臟和回腸兩個(gè)部位，可參與膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)，是膽汁酸循環(huán)的重要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白之一[27]。有研究表明，F(xiàn)XR與OSTα/β的表達(dá)可能存在調(diào)控關(guān)系，在發(fā)生膽汁淤積的個(gè)體中，會(huì)出現(xiàn)FXR誘導(dǎo)OSTα/β表達(dá)，從而促進(jìn)肝臟排出多余膽汁酸的代償性反應(yīng)[28，29]。

OATP屬于溶質(zhì)載體超家族，是機(jī)體內(nèi)重要的膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，廣泛分布于胃腸道、肝臟、腎臟、血腦屏障，肝臟中主要有OATP1A2、OATP1B1和OATP1B3，是Na+依賴型膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)體。研究表明，OATP表達(dá)受包括FXR在內(nèi)的多種核受體調(diào)控，病理?xiàng)l件下OATP表達(dá)改變會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)靶器官中OATP轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)蓄積，用藥治療時(shí)則會(huì)產(chǎn)生細(xì)胞毒性和藥物不良反應(yīng)[30]。

綜上所述，核受體FXR與膽汁酸結(jié)合后，可抑制膽汁酸的合成和在肝臟的重吸收，促進(jìn)膽汁酸在肝臟的分泌和在腸道的重吸收，從而對(duì)膽汁酸代謝起到調(diào)節(jié)作用。隨著對(duì)FXR調(diào)控膽汁酸合成、轉(zhuǎn)運(yùn)研究的深入，通過(guò)FXR這一靶點(diǎn)，開(kāi)發(fā)治療相關(guān)疾病的藥物已成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。FXR的激動(dòng)劑或抑制劑有可能成為治療膽汁淤積性疾病的潛在藥物。