楊菁 范建高

代謝相關(guān)性脂肪性肝病(MAFLD)舊稱非酒精性脂肪性肝病，是與遺傳易感和代謝功能障礙相關(guān)的全球第一大慢性肝病[1-2]。重油、重糖等不合理膳食結(jié)構(gòu)以及久坐少動等不健康生活方式，通過肝臟脂肪合成/輸入過多、脂質(zhì)氧化代謝障礙等機制，導(dǎo)致肝細胞甘油三酯過度聚集，從而發(fā)生肝臟脂肪變性及其相關(guān)脂肪性肝炎和肝硬化，其中脂肪酶扮演重要角色。在脂質(zhì)正常代謝過程中，甘油三酯分解成為游離脂肪酸(FFA)是進行脂肪氧化分解以及合成內(nèi)源性脂肪酸的必需步驟。通過脂肪酶的一系列有序調(diào)控,胞內(nèi)脂肪酶水解切割引起胞漿甘油三酯降解，釋放FFA。隨后，脂質(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中被重新合成，并由主要含甘油三酯、膽固醇和磷脂的乳糜微粒分泌。其中，F(xiàn)FA可作為能量底物、脂質(zhì)合成的前體和細胞信號傳導(dǎo)的介質(zhì)，具有重要的生理意義，但過度供應(yīng)可觸發(fā)脂毒性，進而引起細胞膜功能受損、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激、線粒體功能障礙、細胞死亡和炎癥等。與此同時，F(xiàn)FA和其他脂質(zhì)介質(zhì)釋放受損也可破壞調(diào)節(jié)代謝和炎癥過程的關(guān)鍵細胞信號功能[3]。本文從脂質(zhì)代謝及脂肪酶功能角度闡述代謝性脂肪酶在MAFLD等慢性肝病發(fā)生、發(fā)展中的作用及其治療對策。

一、脂肪組織甘油三酯脂肪酶(ATGL)

ATGL是執(zhí)行甘油三酯水解的第一步和限速步驟，主要參與甘油三酯水解為甘油二酯的過程。ATGL在大多數(shù)組織中表達，在ATGL缺乏小鼠心臟中發(fā)現(xiàn)甘油三酯大量積累，引起心功能不全和死亡[4]。同時，ATGL缺乏導(dǎo)致能量底物FFA不足也進而影響胰島素敏感性和葡萄糖耐量。

為了達到最大的脂解活性，ATGL需要CGI-58作為共激活因子，使脂滴的甘油三酯核心暴露于脂肪酶，從而增強其活性[5]。即使在ATGL基因缺失的情況下，CGI-58本身也能調(diào)節(jié)肝臟脂質(zhì)儲存和炎癥。同時脂肪細胞分化相關(guān)蛋白G0/G1開關(guān)基因2(G0S2)等其他蛋白被證實，即使在CGI-58激活后也可調(diào)節(jié)ATGL活性。

肝臟ATGL為刺激PPARα活性所必需的FFA提供燃料，參與調(diào)節(jié)線粒體β-氧化。ATGL缺乏導(dǎo)致小鼠肝臟脂肪變性，高脂飲食喂養(yǎng)下ATGL的shRNA腺病毒轉(zhuǎn)染小鼠肝臟線粒體氧化下調(diào)[6-7]。

二、PNPLA3 含patatin樣磷脂酶結(jié)構(gòu)域蛋白 3

PNPLA3(又稱脂聯(lián)素)屬于含patatin樣磷脂酶結(jié)構(gòu)域的蛋白家族，定位于細胞膜及胞質(zhì)內(nèi)脂滴上，具有非特異性水解?；钚裕cATGL(即PNPLA2)屬同一組脂質(zhì)代謝酶[8]。PNPLA3可通過與CGI-58相互作用并隔離，顯示出對脂質(zhì)代謝的間接影響，從而限制ATGL或其他脂肪酶進入脂滴。盡管從2001年起已收集大量關(guān)于其臨床意義的證據(jù)，PNPLA3的酶作用仍未知。

肝細胞體外實驗表明， 葡萄糖和胰島素通過SREBP-1c促進PNPLA3表達，SREBP-1c隨后控制參與新生脂肪生成的關(guān)鍵酶表達[9-10]。SREBP-1c結(jié)合在PNPLA3的啟動子上，肝細胞SREBP-1c過表達可導(dǎo)致PNPLA3基因表達增加。此外，新生脂肪代謝產(chǎn)物(如FFA)可增強PNPLA3蛋白半衰期，保護其免受蛋白酶降解。然而，體內(nèi)基因敲除致PNPLA3缺乏的小鼠沒有表現(xiàn)出相關(guān)表型或代謝改變， Pnpla3-/-小鼠也沒有表現(xiàn)出對ATGL或脂肪生成酶的代償作用，顯示了該蛋白在體內(nèi)甘油三酯代謝中的非排他作用。

PNPLA3 I148M基因變異與脂肪性肝炎、肝纖維化/肝硬化和肝癌的風(fēng)險增加相關(guān)[11]。該遺傳變異體中胞嘧啶(C)被鳥嘌呤(G)取代，導(dǎo)致翻譯蛋白氨基酸序列不同。來自歐洲白種人的橫斷面研究顯示[12]，與CC基因型相比，CG和GG基因型患者患HCC的風(fēng)險分別增加2倍和5倍。此外，I148M多態(tài)性可促進慢性丙型肝炎患者發(fā)生肝纖維化和HCC，并且是HCV和HIV混合感染個體肝硬化高發(fā)的危險因素[13]。PNPLA3 I148M與HBV感染、肥胖和飲酒患者重度肝脂肪變顯著相關(guān)，與肝豆?fàn)詈俗冃院脱装Y性腸病患者肝脂肪變患病率增高有關(guān)，與原發(fā)性硬化性膽管炎患者生存率降低相關(guān)。攜帶I148M的原發(fā)性膽汁性膽管炎患者膽汁淤積性瘙癢則更少見[14]。

PNPLA3 I148M也與人肝細胞釋放極低密度脂蛋白減少相關(guān)，可能是由于它能誘導(dǎo)肝脂肪變性。PNPLA3 I148M患者肝臟脂肪變性程度與飽和脂肪酸和神經(jīng)酰胺等毒性脂質(zhì)增加無關(guān)，并且PNPLA3 I148M攜帶者對心血管疾病有保護作用[15]。提示PNPLA3重塑甘油三酯和甘油二酯中的多不飽和脂肪酸含量，而其基因變異導(dǎo)致肝臟多不飽和脂肪酸滯留增多，可能有助于防止胰島素抵抗和心血管疾病。

無論肝病歸因于MAFLD、丙型肝炎抑或是酒精性肝病，PNPLA3變異都與發(fā)生重度肝纖維化的風(fēng)險較高相關(guān)。PNPLA3 I148M突變使肝星狀細胞脂質(zhì)蓄積增加、FFA組成異常和視黃醇含量減少，從而上調(diào)JNK信號，使PPARγ磷酸化降低其轉(zhuǎn)錄活性。較低的PPARγ信號一方面促進AP-1驅(qū)動的促炎細胞因子產(chǎn)生，伴免疫細胞募集；另一方面，PPARγ信號減少引起LXR下調(diào)，游離膽固醇積聚，加重肝星狀細胞誘發(fā)纖維化[15]。

盡管其酶活性仍是未解之謎，PNPLA3 I148M代表了一個重要的、新的危險分層的預(yù)后標記和潛在治療靶點，靶向肝星狀細胞和核受體信號可能代表了限制攜帶I148M變異患者纖維化發(fā)生和發(fā)展的潛在干預(yù)靶點。

三、激素敏感性脂肪酶(HSL)

HSL能水解甘油三酯、甘油二酯、甘油一酯等酰基酯，環(huán)磷酸腺苷依賴性蛋白激酶的磷酸化可使HSL不再對激素敏感，使其從細胞質(zhì)重新分布到脂滴。調(diào)節(jié)脂肪細胞中的HSL是脂解劑(如兒茶酚胺、胰島素)刺激FFA釋放和調(diào)控血脂水平的主要手段。除脂肪細胞外，HSL還存在于骨骼肌、心臟、腦、腎上腺、睪丸和巨噬細胞中，通過影響巨噬細胞膽固醇酯的代謝調(diào)節(jié)泡沫細胞的形成[16]。此外，腎上腺和生殖組織中HSL通過調(diào)節(jié)游離膽固醇的可用性，在類固醇生成和精子發(fā)育中發(fā)揮作用，在缺乏HSL的小鼠中表現(xiàn)出少精。小鼠系統(tǒng)性HSL缺乏導(dǎo)致脂肪肝呈年齡依賴性，而在肝臟中缺乏HSL并不影響肝臟脂肪含量。相反的是，HSL敲除小鼠表現(xiàn)為脂肪肝伴炎性浸潤、脂肪因子分泌異常和系統(tǒng)性胰島素抵抗。此外，HSL的腺病毒過表達對高脂飲食小鼠和對照小鼠都有減少肝臟甘油三酯水平的作用， 提示肝臟HSL/ATGL可能促進FFA氧化及釋放，并改善肝臟脂肪變性?？傊琀SL涵蓋了對不同脂質(zhì)分子的多效性活性譜。

HSL中的單核苷酸多態(tài)性啟動子變體-60 C > G能顯著降低空腹血液非酯化脂肪酸、低密度脂蛋白、膽固醇水平。編碼HSL的脂肪酶E基因的移碼缺失會增加胰島素抵抗和2型糖尿病發(fā)病風(fēng)險[17]。HSL的破壞下調(diào)了PPARγ應(yīng)答信號通路，因為相應(yīng)核受體的內(nèi)源性配體產(chǎn)生減少。

四、單酰甘油脂肪酶(MGL)

MGL可高效地將甘油一酯裂解為甘油和FFA，是FFA降解途徑的限速酶。MGL將內(nèi)源性大麻素系統(tǒng)內(nèi)的強效配體2-花生四烯酸甘油酯水解為花生四烯酸，它是前列腺素合成的前體及PPARα、PPARγ和RXR的配體。 MGL在腦、腎臟、卵巢、睪丸、腎上腺、脂肪組織和心臟等組織中均有表達。高脂飲食喂養(yǎng)MGL敲除小鼠的肝臟甘油一酯水平增加，伴體質(zhì)量增加減少、胰島素敏感性增加和葡萄糖耐量改善[18]。MGL缺失可以抑制結(jié)直腸癌生長，并導(dǎo)致腫瘤相關(guān)巨噬細胞脂質(zhì)超負荷[19]。這可能是由于MGL缺陷促進大麻素受體2/toll樣受體4依賴的巨噬細胞活化，進而抑制腫瘤相關(guān)CD8 + T細胞的募集。

在肝臟， MGL抑制LPS誘導(dǎo)的炎癥,可減輕缺血再灌注肝損傷。MGL在HCC中的表達高于其他組織，可促進細胞生長和侵襲。由于巨噬細胞自噬介導(dǎo)的抗炎特性，缺乏MGL可促進纖維化消退。MGL敲除能夠挽救肝臟線粒體呼吸作用，從而改善膽汁淤積性肝損傷[20]。MGL破壞引起腸道中花生四烯酸的積累，可通過結(jié)合維甲酸X受體，激活PPARs和FXR競爭來減輕炎癥。

五、羧酸酯酶基因家族

盡管ATGL和HSL是水解甘油三酯和膽固醇酯的主要脂肪酶，羧酸酯酶仍參與肝臟脂質(zhì)代謝和能量平衡，在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)管腔脂滴脂解中發(fā)揮作用。管腔甘油三酯水解是極低密度脂蛋白-甘油三酯產(chǎn)生的底物，并通過微粒體甘油三酯轉(zhuǎn)移蛋白進行脂質(zhì)轉(zhuǎn)移。臨床研究聚焦在羧酸酯酶的兩種主要亞型(CES1和CES2)的藥物和毒物代謝。肥胖患者肝活檢組織CES2活性降低，脂肪性肝炎患者肝臟CES2表達減少。小鼠Ces2c基因位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔， 在肝臟和十二指腸中高表達[21]；肝臟Ces2c表達減少與脂肪變和胰島素抵抗有關(guān)。Ces2c過表達導(dǎo)致脂肪酸氧化增加，從而改善HFD誘導(dǎo)的MAFLD。相反，敲除肝臟Ces2c通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)的脂肪生成誘導(dǎo)肝臟脂肪變性[21]。

總之，ATGL、HSL和MGL的生理活性受到不同蛋白和共激活因子相互作用的調(diào)節(jié)，從而保證脂解速率對代謝需求的按需分配。正常的脂解活性對不同組織的能量穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要，它提供了關(guān)鍵的FFA介質(zhì)，后者作為信號因子參與復(fù)雜的代謝途徑。盡管已采取多種方法理解脂質(zhì)網(wǎng)絡(luò)和信號傳導(dǎo)的復(fù)雜調(diào)節(jié)，但許多問題仍亟待解答。加強脂質(zhì)代謝機制的研究可望為代謝紊亂的治療提供新策略。