張穎，庹必光

遵義醫(yī)科大學，貴州遵義563000

溶質(zhì)載體家族22(SLC22A家族)由兩大亞家族組成：OATs和OCTs，兩大亞家族又可進一步分為三個子類，分別被命名為OAT、OAT樣、OAT相關(guān)及OCT、OCTN、OCT/OCTN相關(guān)[1]。最初在進行腎清除研究時發(fā)現(xiàn)了SLC22A，隨著研究深入，在其他(肝臟、腎臟、腦和心臟等)組織中也發(fā)現(xiàn)了其存在[1]。SLC22A對維持機體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)及正常的生理功能具有重要意義，且與癌癥、心腦血管疾病、消化系統(tǒng)疾病、藥物成癮及中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療密切相關(guān)，尤其是在肝癌中，部分SLC22A可出現(xiàn)異常表達，可作為肝癌早期診斷和臨床治療的生物標志物，而肝癌又是我國常見惡性腫瘤之一，患者治療效果不佳、預后差，多數(shù)患者死于腫瘤轉(zhuǎn)移及復發(fā)。因此早期診斷、個性化治療方案、開發(fā)靶向治療藥物及解決化療耐藥性是目前肝癌迫切需解決的問題?，F(xiàn)將SLC22A家族在肝臟病理生理中作用研究進展綜述如下。除非另有說明，本綜述中所包括的所有信息都只涉及人類有機離子轉(zhuǎn)運蛋白。

1 SLC22A家族概述

SLC22A家族成員多在機體上皮組織和(或)生理屏障中表達，且后面多具有類似的12個跨膜α-螺旋結(jié)構(gòu)域(TMD)。在TMD1和TMD2間存在延伸的細胞外環(huán)，TMD6和TMD7間存在延伸的細胞內(nèi)環(huán)，細胞外環(huán)有糖基化位點并介導同種寡聚[1]，而細胞內(nèi)環(huán)參與轉(zhuǎn)錄后調(diào)控；TMD9和TMD10中的一些堿基序列含有對蛋白的轉(zhuǎn)運活性至關(guān)重要的氨基酸，但該家族成員的遺傳變異程度不同。

1.1 轉(zhuǎn)錄調(diào)控 研究已證實部分SLC22A可被轉(zhuǎn)錄調(diào)控。肝細胞核因子(HNF)-4α、HNF-1α能調(diào)節(jié)肝臟和其他組織中的藥物代謝酶，且在部分SLC22(OAT1、OAT2、OAT3、URAT1和OCT1)轉(zhuǎn)運體的調(diào)節(jié)中起重要作用。其中HNF-1α可通過近端啟動子中假定的HNF-1α結(jié)合元件激活人肝源細胞中的OAT1、OAT3、OAT5、OAT7表達；當敲除HNF-1α時，發(fā)現(xiàn)小鼠肝腎中的OAT2表達降低，證實HNF-1α在OAT2中有轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)作用。另一個肝特異性核受體轉(zhuǎn)錄因子HNF-4α，是配體依賴性轉(zhuǎn)錄因子的核受體超家族成員，主要參與多種肝臟特異基因的調(diào)控。其反式激活了人OAT1、OAT2啟動子，通過含有HNF-4α結(jié)合位點的熒光素酶連接的OAT2啟動子片段對在Huh7細胞(肝癌細胞)中共表達的HNF-4α進行反式激活，但抑制內(nèi)源性HNF-4α表達的siRNA可降低Huh7細胞中內(nèi)源性O(shè)AT2表達。由于HNF-4α是膽汁酸介導的基因轉(zhuǎn)錄抑制的已知靶標，當用合成的法尼醇X受體激動劑GW4064處理Huh7細胞時，結(jié)果顯示Huh7細胞OAT2 mRNA、蛋白表達及HNF-4α的核結(jié)合活性降低。因此OAT2基因可能依賴于HNF-4α的調(diào)控，而且可通過膽汁酸來抑制HNF-4α，從而抑制OAT2基因表達。由此分析，與細胞內(nèi)膽汁酸水平升高相關(guān)的疾病，OAT2底物的肝攝取都可能會降低。

1.2 基因多態(tài)性 OCT亞家族的成員高度多態(tài)，而OAT的遺傳變異較少，其中人類OAT2(SLC22A7)存在幾個特定種族的單核苷酸多態(tài)性(SNP)，但缺乏對SLC22A7基因多態(tài)性及功能活動影響的認識，僅有的研究顯示SLC22A7編碼區(qū)的多態(tài)性可能對藥物配置的個體間變異無影響。而Shin等[2]在人類肝臟樣本中發(fā)現(xiàn)，OAT2表達與SLC22A7基因型無關(guān)。雖然已在健康的肝臟、腎臟和胰腺組織中檢測到一種含有OAT2的額外核苷酸序列，且表達比例與野生型轉(zhuǎn)運體大致相同，但該剪接變體卻缺乏轉(zhuǎn)運活性。目前幾乎找不到OAT2已知基因型的臨床相關(guān)性，因此基因多態(tài)性可能不是影響OAT2表達和轉(zhuǎn)運活性變化的重要決定因素。除此之外，非遺傳因素(性別、年齡、術(shù)前用藥等)和SLC22A9變異體對個體間變異亦無顯著影響。

與OATs基因多態(tài)性不同的是，OCTs的變異體可改變其功能狀態(tài)，其中有降低轉(zhuǎn)運活性和(或)改變底物選擇性的變異體會影響OCT亞家族轉(zhuǎn)運的某些底物和外源性藥物在肝臟中排泄、毒性處置。如OCT1的變異所導致的OCT1功能喪失，可能影響OCT1的mRNA表達[3]，從而影響OCT1底物及外源性藥物在肝臟中的代謝；而在攜帶無功能性的OCT1等位基因的患者中，發(fā)現(xiàn)OCT3的mRNA表達顯著降低[4]。因此，由于SNP的存在，部分SLC22A在藥物配置方面受到變異體的影響，這些變異體的活性變化會影響肝臟的藥物代謝和靶組織攝取，當轉(zhuǎn)運相關(guān)的功能改變時可顯著影響突變患者治療的有效性和毒性。

2 SLC22A家族在肝臟中的生理作用

包括許多藥物在內(nèi)的其他內(nèi)源性和異生素都是有機陰離子或陽離子，其處置和消除取決于溶質(zhì)載體(SLC)轉(zhuǎn)運體和ATP結(jié)合盒(ABC)轉(zhuǎn)運體。ABC轉(zhuǎn)運體普遍被認為是底物流出的原因，而SLC轉(zhuǎn)運體則介導底物進入細胞，它包含有機陰離子轉(zhuǎn)運多肽(OATPs)、有機陰離子轉(zhuǎn)運體(OATs)和有機陽離子(OCTs)，介導了藥物在肝臟的提取程度。其中SLC22A家族又被稱為藥物轉(zhuǎn)運體，這是由于肝細胞除了是多數(shù)藥物生物轉(zhuǎn)化和清除的位點外，還是部分SLC22A所轉(zhuǎn)運藥物的藥理靶點，而SLC22A在肝臟藥物代謝中起重要的作用。如臨床上廣泛使用的陰離子藥物(β-內(nèi)酰胺類抗生素、利尿劑、非甾體類抗炎藥物、核苷類抗病毒藥物和抗癌藥物)均為OATs的底物。除此之外，臨床一些重要的藥物也與OCT相互作用，如抗逆轉(zhuǎn)錄病毒藥物、抗感染藥物、平喘藥、抗抑郁藥、抗糖尿病藥、麻醉劑等。

2.1 二甲雙胍 二甲雙胍是第一個被認定為OCT1底物的胍衍生物，由肝臟和腸道通過OCT1攝取，而OCT1介導肝細胞攝取二甲雙胍是機體降血糖作用的必要條件。由于胰島素和瘦素水平的增加可有助于誘導肝臟OCT1表達，因此高脂飲食型肥胖患者肝臟出現(xiàn)OCT1的表達增加[5]，而該類患者使用二甲雙胍后，二甲雙胍在肝臟的分布也增加，因此二甲雙胍的藥物代謝可能依賴于OCT1的表達[6]。但OCT1的表達又與其SNP相關(guān)。基因分型表明SLC22A1(OCT1)基因中有200多個SNP，而大部分SNP不同程度地影響OCT1底物特異性或轉(zhuǎn)運功能。其中蛋白質(zhì)變異體S14F、R61C、S189L、G401S、420Del和G465R與二甲雙胍攝取的減少或損失相關(guān)。而SLC22A1另一種變異體M408V可增加二甲雙胍的內(nèi)流，而且臨床研究發(fā)現(xiàn)，對二甲雙胍治療無反應的患者與攜帶M408V的頻率較低相關(guān)。此外，二甲雙胍也屬于OCT3的底物之一，OCT3敲除小鼠實驗證實，OCT3參與二甲雙胍的吸收和消除，并決定其生物利用度、清除和藥理作用。

2.2 非甾體抗炎藥 動物實驗已證實，非甾體抗炎藥(水楊酸和舒林達除外)在小鼠從體內(nèi)清除的方式主要通過肝臟代謝(包括葡萄糖醛酸化)和膽汁排泄，小鼠肝細胞對酮洛芬、吲哚美辛和水楊酸的攝取活性等級順序為吲哚美辛>酮洛芬>水楊酸，這是由于OAT2介導了吲哚美辛和酮洛芬作為高親和力位點在肝臟被攝取。盡管動物實驗證實，小鼠肝臟OAT2與非甾體抗炎藥的相互作用，但人肝細胞對酮洛芬和吲哚美辛的肝吸收轉(zhuǎn)運特性與大鼠肝細胞是不同的[7]。雖已知非甾體抗炎藥是人體OAT2的轉(zhuǎn)運底物，其在人肝臟中代謝率很高，一部分通過肝臟藥物代謝的第一階段和第二階段，另一部分僅通過葡萄糖醛酸化(第二階段)。但這不能解釋OAT2介導肝細胞基底外側(cè)的非甾體抗炎藥攝取會誘導肝損傷的現(xiàn)象，還需進一步實驗驗證。

2.3 阿片類藥物 OCT1介導肝細胞對嗎啡和去甲基曲馬多等阿片類鎮(zhèn)痛藥物的吸收。OCT1基因型可以調(diào)控嗎啡和去甲基曲馬多的配置。與野生型OCT1相比，OCT1變異體(M420del、R61C等)的轉(zhuǎn)運能力非常有限，不能轉(zhuǎn)運嗎啡，同時還損害了去甲基曲馬多轉(zhuǎn)運。這是由于OCT1基因型在很大程度上決定了靜脈注射嗎啡的藥動學，有功能缺陷的OCT1變異體可能導致嗎啡清除率降低，從而使藥物毒性發(fā)作的頻率更高[8]。而且在攜帶功能喪失變異體的健康志愿者的血漿及中樞神經(jīng)系統(tǒng)中也發(fā)現(xiàn)，去甲基曲馬多呈現(xiàn)高濃度狀態(tài)。這些都是OCT1變異體導致藥物肝清除率降低的原因[9]。

2.4 其他藥物 包括非諾特羅、舒馬替坦、托烷司瓊、昂丹司瓊等。其中，非諾特羅是一種β2受體激動劑，OCT1對此類藥物的介導，決定了此類藥物從血液轉(zhuǎn)移到肝臟的速度，并且控制該類藥物在肝臟的清除率。OCT1也是抗偏頭痛藥物舒馬體坦及鎮(zhèn)吐藥托烷司瓊、昂丹司瓊的高親和力轉(zhuǎn)運體，OCT1功能受損可限制這些藥物的肝清除，從而提高其療效。此外，OCT1還在H2受體拮抗劑雷尼替丁和法莫替丁的腸道吸收和肝臟配置中起重要作用[10]。而癲癇患者中OCT1-M408V多態(tài)性還與拉莫三嗪的血清濃度相關(guān)，因OCT1介導該藥物在肝臟中的攝取[11]。

3 SLC22A家族在肝臟中的病理作用

3.1 SLC22A家族與肝癌 現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，人體中多數(shù)基因在腫瘤組織中表達失調(diào)，其中包括了部分SLC22A。它們的等位基因變異體與疾病發(fā)生(腫瘤進展)的各種修飾有關(guān)，還與抗癌藥物的靶向作用有關(guān)。其中高甲基化是部分SLC22A基因表達下降的重要因素。這種由DNA甲基化引起的變化可能會改變基因的表達，從而導致腫瘤生長和進展中線粒體β-氧化的損害。如在肝癌細胞中，OCT1表達下調(diào)與啟動子的甲基化增強有關(guān)，而且啟動子內(nèi)的高甲基化導致HepG2細胞(肝癌細胞)中OCTN2表達下調(diào)[12]，而在大鼠肝部分切除后肝轉(zhuǎn)運體的調(diào)節(jié)作用的研究中證實，OCTN2和OCTN1屬于肝再生過程中表達上調(diào)的一大類轉(zhuǎn)運體，因此OCTN2表達下調(diào)可能會造成正常肝細胞的再生能力降低，最終為肝癌的發(fā)展提供有力條件。當這些基因出現(xiàn)表達改變后，除了會影響腫瘤的發(fā)生發(fā)展外，還進一步影響了腫瘤的化療效果，如在肝癌細胞中SLC22A1、SLC22A3表達降低，導致抗癌藥進入腫瘤細胞的量降低，從而使其藥效減弱，腫瘤進展，患者的存活率下降[13]。

3.1.1 SLC22A對肝癌發(fā)生發(fā)展的影響 在對肝癌患者的癌組織中SLC22A1、SLC22A2和SLC22A3蛋白進行檢測時，研究者僅檢測到SLC22A1和SLC22A3的存在，而且在多數(shù)肝癌患者的腫瘤組織中，二者表達均出現(xiàn)下調(diào)狀態(tài)，并且SLC22A1比SLC22A3的表達下調(diào)更明顯[13]。此外，與SLC22A1高表達的肝細胞癌組織相比，SLC22A1低表達的肝細胞癌組織中表現(xiàn)出更高的SLC22A3表達，這與在正常肝組織中SLC22A1高表達和SLC22A3低表達的生理狀態(tài)相反，這些研究表明肝細胞癌的發(fā)生與二者的表達失調(diào)有關(guān)，但二者的表達既不單獨影響生存率，也不相互影響[13]。

盡管OCT1和OCT3表達對肝癌患者的生存率沒有顯著影響，但研究者發(fā)現(xiàn)OCT3敲除小鼠的肝臟腫瘤會表現(xiàn)出顯著的高增殖、凋亡、纖維化、脂肪變性和炎癥。而且Johanna等[14]研究證實，OCT3的缺失的確會使體內(nèi)細胞過度增殖，并且使肝癌發(fā)病率升高，但OCT3的表達與病因、手術(shù)年齡或性別等非遺傳因素并無相關(guān)性，而且研究指出腫瘤分級或組織學分期與SLC22A1表達亦無顯著相關(guān)性。但在另一項研究中發(fā)現(xiàn)，OCT3敲除小鼠的JNK信號通路發(fā)生改變；而在此之前已有研究報道JNK1高激活狀態(tài)的肝細胞癌組織中SLC22A1 mRNA表達降低，因此OCTs似乎可以通過改變JNK信號通路從而促進肝癌的發(fā)生發(fā)展，但其具體分子作用機制尚不清楚。

除OCTs外，研究發(fā)現(xiàn)在肝細胞竇膜上表達的OAT2可以轉(zhuǎn)運乳清酸[15]，而乳清酸具有改善肝功能、促進肝細胞修復的作用，但當肝部分切除的大鼠長期暴露于富含乳清酸的飲食時，會導致肝細胞增殖突變或其他遺傳事件的改變，最終促進肝癌的發(fā)生[16]。但近來研究顯示，肝臟OAT2的低表達會促進肝部分切除術(shù)后患者肝癌的發(fā)生，OAT2高表達可預防肝部分切除術(shù)后患者肝癌的發(fā)生[17]。因此，針對這些存在差異的研究結(jié)果，除了進一步完善實驗研究數(shù)據(jù)外，目前最好的建議是OAT2高表達的肝部分切除患者最好避免富含乳清酸的膳食。

3.1.2 SLC22A家族在肝癌診斷中的潛在作用 根據(jù)MFS的多變量分析結(jié)果，已將OAT2表達下降確定為肝臟多灶性腫瘤發(fā)生的獨立風險因素，OAT2表達可能是判斷肝癌預后和治療的可靠生物標志物。而且人類肝臟中OAT2表達降低也是慢性丙型肝炎病毒(HCV)感染患者發(fā)生肝細胞癌的顯著風險因素[18]，OAT2在慢性HCV組織標本中的表達可作為預測慢性HCV患者未來肝細胞癌發(fā)展的重要指標。在對日本非病毒性肝癌患者的一項研究中發(fā)現(xiàn)，在健康人和非病毒性肝癌患者中，rs2270860基因型和等位基因頻率在日本人中存在顯著差異，表明在OAT2基因編碼區(qū)的整個序列中，rs2270860可能是日本非病毒性肝癌易感性的生物標志物[19]。

3.1.3 SLC22A家族在肝癌治療中的作用 由轉(zhuǎn)運體的SNP導致的藥物攝取減少和(或)藥物外流增加，是腫瘤對抗癌藥物產(chǎn)生耐藥的重要機制之一。盡管有研究指出目前克服肝癌化療耐藥性最有希望的策略之一是使用OCT1底物酪氨酸激酶抑制劑(TKIs)，如厄洛替尼、吉非替尼、索拉菲尼等，但通過大量的臨床研究發(fā)現(xiàn)，在TKIs中，除索拉菲尼外的其他抗腫瘤藥物并未顯示顯著抗腫瘤作用或生存效益，因此索拉菲尼被認為是治療晚期肝癌患者惟一的希望。研究發(fā)現(xiàn),將OCT1轉(zhuǎn)染到肝癌細胞中時，肝癌細胞對索拉非尼的毒性效應具有更高的敏感性，盡管臨床研究數(shù)據(jù)分析表明其對肝癌患者的總體存活率的提高作用仍相當溫和，但它卻是惟一能提高肝癌患者總生存率的藥物。而且相對于其他TKIs類藥物，其在阻斷腫瘤進展和血管生成的分子途徑中發(fā)揮重要作用，可以用于晚期肝癌患者的全身治療。除此之外，Daniel等[20]測定了60例接受索拉菲尼治療的肝癌患者的OCT1基因表達，結(jié)果顯示腫瘤內(nèi)OCT1 mRNA的表達可能在以索拉非尼為基礎(chǔ)的肝癌治療中起預后生物標志物的作用，具有很好的應用前景，值得進一步研究。

3.1.4 SLC22A18在肝癌發(fā)生發(fā)展中的作用 針對SLC22A18，越來越多的證據(jù)表明該基因在人類多數(shù)腫瘤(乳腺癌、神經(jīng)膠質(zhì)瘤、肝癌等)組織中出現(xiàn)異常表達，在功能上，它可以在不同的惡性腫瘤中充當腫瘤抑制因子作用。但迄今為止，該基因在肝癌中的研究仍有限。研究發(fā)現(xiàn)，HepG2細胞(肝癌細胞)中敲除SLC22A18時，HepG2細胞的生長被抑制，通過添加游離脂肪酸又可恢復HepG2細胞的生長。而且SLC22A18的敲除還降低了胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白(IGFBP-1)的表達，提高了HepG2細胞的侵襲能力[21]，當給予外源性IGFBP-1時可抑制SLC22A18基因敲除誘導的侵襲活性增加，因此SLC22A18的表達似乎可以影響肝癌細胞的生長及侵襲能力，但還需更多的實驗研究數(shù)據(jù)來支持這一觀點。

3.2 SLC22A家族與肝臟其他疾病

3.2.1 膽汁淤積癥 在肝臟疾病中，轉(zhuǎn)運體內(nèi)源性底物會不可避免地從肝臟分流到腎臟，研究者需要了解藥物對腎臟分泌的依賴程度，從而了解各類藥物在人肝臟攝取及分流到腎臟的可能性。因此有研究者評估了膽汁淤積癥(梗阻性或功能性)對腎臟OAT表達和功能的影響。而在所有模擬大鼠膽汁淤積的研究中，最一致的發(fā)現(xiàn)是OAT3表達上調(diào)，而OAT1表達根據(jù)肝損傷的持續(xù)時間和類型而變化。這可能是因為OAT3在膽汁酸過量暴露時出現(xiàn)了代償性上調(diào)，這與OAT3介導的膽汁酸分泌轉(zhuǎn)運有關(guān)，因此在諸如膽汁淤積等疾病狀態(tài)下，OAT3可能比OAT 1更重要，但需要注意的是，膽汁酸對OAT3的潛在過載有可能會增加OAT3介導的藥物出現(xiàn)消除受損現(xiàn)象。

3.2.2 慢性丙型病毒性肝炎 迄今為止，可以觀察到OCT1表達在各種病理條件下被調(diào)節(jié)，而這些調(diào)節(jié)與各種細胞因子有關(guān)。其中促炎性細胞因子可減少OCT1表達，在慢性HCV患者肝臟中的OCT1出現(xiàn)下調(diào)的原因，至少部分與慢性HCV患者肝臟中促炎細胞因子的產(chǎn)生增加有關(guān)。

3.2.3 肝臟脂肪變性 OCT1除在上述疾病中發(fā)揮作用外，還可調(diào)節(jié)脂肪變性。硫胺素是OCT1的主要內(nèi)源性底物，其功能主要是調(diào)節(jié)肝臟脂肪變性，硫胺素缺乏可促進能量傳感器AMP活化激酶(AMPK)及其下游靶點乙酰輔酶A羧化酶的磷酸化。而在OCT1敲除小鼠實驗中發(fā)現(xiàn)，OCT1的丟失導致AMP與ATP比值增加，激活了能量傳感器AMPK，并顯著降低健康和瘦素缺乏小鼠肝臟中甘油三酯水平，因此OCT1時通過調(diào)節(jié)能量狀態(tài)在肝脂肪變性中起作用的[22]。

此外，當敲除SLC22A18后會增加HepG2細胞的侵襲性，但同時還發(fā)現(xiàn)SLC22A18基因敲除的HepG2細胞積累了富含甘油三酯的脂滴，并顯示溶酶體/自噬蛋白的表達降低，表明脂質(zhì)降解受到了抑制[21]，但SLC22A18是否對正常肝細胞的脂代謝調(diào)節(jié)具有影響，還需進一步研究。另外，由于OCTN2缺失而導致的遺傳性疾病肉堿缺乏癥(原發(fā)或繼發(fā)性)的癥狀之一是脂肪肝，提示OCTN2正常轉(zhuǎn)運肉堿也是維持肝臟正常脂代謝的一個重要條件。

3.2.4 肝硬化及其他肝損害 OCTN2對肉堿的轉(zhuǎn)運失調(diào)除可引起肝臟脂代謝失調(diào)外，可能還與肝硬化的治療有關(guān)，OCTN2可介導左旋肉堿的轉(zhuǎn)運。此外，肝硬化的發(fā)生似乎與OAT2表達存在相關(guān)性，研究發(fā)現(xiàn)OAT2在人類肝臟中的表達被肝臟生長因子下調(diào)，而后者在暴發(fā)性肝衰竭或肝硬化患者中顯著增加。麥角(ERGO)是OCTN1的特異性底物，非實質(zhì)性肝細胞可能對有效攝取ERGO起關(guān)鍵作用，研究發(fā)現(xiàn),當外源性給予ERGO時，可提高缺血和再灌注所致肝損傷動物的存活率。

綜上所述，肝臟在內(nèi)源性化合物和外源性物質(zhì)代謝中起關(guān)鍵作用，肝臟轉(zhuǎn)運體的功能受損可能對藥物的配置和分布產(chǎn)生重要影響，尤其是SLC22A家族的轉(zhuǎn)運功能受損。在肝癌中，由于部分SLC22A表達變化和SNP的存在，在實質(zhì)上決定了對抗癌藥物的反應，而且化療耐藥性還隨著藥物和放射治療的進展而發(fā)展。因此未來的個體化治療中將需動態(tài)監(jiān)測這些變化，而且現(xiàn)代藥理學必須考慮評估每個患者在健康肝臟和靶組織(尤其是腫瘤)中SLC22A表達及SNP存在的可能性，設(shè)計最佳個體化治療方案。