黃 蝶,田昊宇 綜述,李異玲 審校
非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)指除外酒精、病毒感染及其他明確病因所致的以肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞脂肪變性和脂肪貯積為主要特征的臨床病理綜合征。NAFLD代表了一系列疾病,包括單純性脂肪變性,非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepatitis,NASH)和肝硬化,甚至可能會(huì)發(fā)展為肝細(xì)胞癌[1-4]。目前,NAFLD的發(fā)病機(jī)制尚未完全了解清楚,胰島素抵抗、高胰島素血癥、血漿游離脂肪酸升高、脂肪肝、肝細(xì)胞損傷、肝臟炎癥、氧化應(yīng)激、線粒體功能障礙、促炎性細(xì)胞因子失衡和纖維化是NAFLD的特征[5-8],并且NAFLD常常和肥胖、胰島素抵抗、2型糖尿病、脂代謝紊亂、高血壓等合并存在,使我國(guó)NAFLD 的發(fā)病率大大提高。所以,NAFLD相關(guān)的更多研究是必要而緊急的一項(xiàng)挑戰(zhàn)。
miRNA是長(zhǎng)度約為22個(gè)核苷酸的小的非編碼RNA,具有通過抑制信使RNA(mRNA)翻譯或促進(jìn)mRNA降解在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)節(jié)基因表達(dá)的能力[5]。在轉(zhuǎn)錄后水平上miRNA控制著許多互補(bǔ)的mRNA靶標(biāo),并且它們的失調(diào)在廣泛的嚙齒動(dòng)物和人類病理性肝病(包括NAFLD)中具有很高的預(yù)后和預(yù)測(cè)價(jià)值[6]。目前尚不可能通過常規(guī)使用的血液和組織生物標(biāo)志物來預(yù)測(cè)NAFLD結(jié)果,侵入性肝活檢仍是診斷金標(biāo)準(zhǔn)。然而肝活檢存在一定風(fēng)險(xiǎn),并且不適合進(jìn)行大規(guī)模篩查,因而循環(huán)miRNA已經(jīng)成為用于肝病診斷和分期的有吸引力的候選分子[7]。
1.1 miR-34a 研究表明,與健康對(duì)照相比,NAFLD和慢性乙型肝炎患者的miR-34a血清表達(dá)水平有差異,并且miR-34a在NAFLD樣品中的表達(dá)量增加了約2倍。與丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶和角蛋白-18(cytokeratin-18, CK-18)相比,循環(huán)中的miR-34a與肝脂肪變性和炎性活性具有中等相關(guān)性,并且顯示出優(yōu)越的NASH診斷能力。它不僅在NASH診斷中具有重要作用,而且具有良好的疾病特異性,這突出了其作為疾病嚴(yán)重程度生物標(biāo)志物的潛在價(jià)值[8]。Torres等研究發(fā)現(xiàn)[9],綠茶(Green tea,GT)補(bǔ)充劑可通過改變脂質(zhì)代謝,增加參與甘油三酸酯和脂肪酸分解代謝的基因表達(dá)以及減少攝取和脂質(zhì)蓄積來防止NAFLD的發(fā)展,并且可防止全身性胰島素抵抗改善肝胰島素敏感性。GT補(bǔ)充劑可有效減少高脂飲食(high -fat diet,HFD)喂養(yǎng)小鼠肝臟中的脂質(zhì)蓄積,與僅飼喂HFD的小鼠相比,補(bǔ)充了GT的小鼠的NAFLD活性得分較低,且可逆轉(zhuǎn)HFD誘導(dǎo)的脂質(zhì)分布變化,從而減少大泡脂肪變性、甘油三酯和膽固醇含量。此外,還觀察到GT的補(bǔ)充可最大程度地減少HFD誘導(dǎo)的肝損傷,而GT改變肝臟代謝的潛在機(jī)制可能涉及對(duì)miR-34a的表觀遺傳調(diào)控,從而控制Sirt1/Ppara/Insig2靶基因的表達(dá)。但在NAFLD期間發(fā)生miR-34a調(diào)節(jié)的機(jī)制仍然未知。近來,環(huán)狀RNA(circRNA)/ miRNA相互作用揭示了表觀遺傳調(diào)控的新層,但是靶向miRNA的circRNA在肝脂肪變性中仍然不確定[10]。研究[10]發(fā)現(xiàn)circRNA_0046367是miR-34a的內(nèi)源性調(diào)節(jié)劑,是肝臟脂肪變性的基礎(chǔ),而且miR-34a是circRNA_0046367的唯一靶標(biāo)。在轉(zhuǎn)錄和翻譯水平,與非脂肪變性對(duì)照組(對(duì)照組)相比,患有肝細(xì)胞脂肪變性的NAFLD患者(脂肪變性組)的特征是肝circRNA_0046367顯著下調(diào),然而其肝臟組織中的miR-34a水平有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的升高。circRNA_0046367和miR-34a的不一致水平防止它們的互補(bǔ)相互作用并且最終促進(jìn)miR-34a對(duì)PPARα(peroxisomeproliferator-activated receptor α,PPARα)的抑制作用,表明circRNA_0046367/miR-34a/PPARα與脂肪變性有關(guān)。一項(xiàng)研究[11]對(duì)廣泛用于治療高脂血癥和高血糖癥的絞股藍(lán)(gynostemma pentaphylla,GP)進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)小鼠通過GP處理后可降低一些肝miRNA,例如miR-130a,miR-34a,miR-29a,miR-199a,其中miR-34a的表達(dá)與實(shí)驗(yàn)組相比變化了四倍以上。且GP可有效減少肝脂肪變性和保護(hù)肝細(xì)胞,這可能是通過調(diào)節(jié)腸道菌群和抑制miR-34a來實(shí)現(xiàn)的,但具體機(jī)制尚不清楚。
1.2 miR-122 miR-122是肝臟最豐富的miR,在肝臟脂肪代謝中具有重要作用。循環(huán)中的miRNA,尤其是miR-122,可能是具有準(zhǔn)確性的NAFLD的有前途的診斷生物標(biāo)志物[12]。通過NAFLD體內(nèi)體外模型研究[13]發(fā)現(xiàn)miR-122表達(dá)升高且Sirt1(sirtuin 1)表達(dá)降低,miR-122通過與Sirt1的3’-UTR(untranslated region ,UTR)結(jié)合來抑制Sirt1因而進(jìn)一步抑制LKB1(liver kinase B1,LKB1) / AMPK( AMP-activated protein kinase ,AMPK)信號(hào)傳導(dǎo)途徑,進(jìn)而誘導(dǎo)NAFLD的脂肪變性和脂肪生成。因此,沉默miR-122可以通過直接上調(diào)肝細(xì)胞中的Sirt1來減輕脂質(zhì)沉積,敲低miR-122可以重新激活LKB1 / AMPK軸,抑制脂質(zhì)過度產(chǎn)生并減輕NAFLD的嚴(yán)重性。這表明miR-122是用于NAFLD診斷的潛在生物標(biāo)志物,并且是未來NAFLD治療的有吸引力的藥物靶標(biāo)。Naderi et al[14]發(fā)現(xiàn)miR-122在肝脂肪變性中上調(diào)。在臨床樣品中,miR-122鑒定出的靶標(biāo)的蛋白質(zhì)和RNA水平也被上調(diào),有可能是對(duì)高水平miR-122的不成比例的反饋反應(yīng)。結(jié)果表明miR-122的上調(diào)可觸發(fā)肝硬脂病中LPIN1和CTDNEP1的代償反應(yīng)。miR-122過度表達(dá)可影響肝臟脂質(zhì)代謝,但是其缺乏也對(duì)肝臟有損傷。Sendi[15]使用多細(xì)胞3D人肝類器官進(jìn)行研究突出了miR-122抑制在肝臟炎癥,脂肪纖維化和胰島素信號(hào)傳導(dǎo)異常中的作用,發(fā)現(xiàn)miR-122抑制導(dǎo)致肝類器官肝細(xì)胞死亡、肝纖維化、脂肪變性和胰島素信號(hào)傳導(dǎo)失調(diào)。由于大多數(shù)NAFLD患者具有一定程度的胰島素抵抗,因此此研究結(jié)果突出了miR-122在胰島素敏感性中的作用,這表明miR-122模擬物可以在這些患者中逆轉(zhuǎn)肝臟炎癥,脂肪變性和胰島素抵抗中發(fā)揮有益作用。血清miR-122水平與NAFLD的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān),但其與NAFLD患者死亡率之間的關(guān)系仍不清楚。
1.3 miR-29 MicroRNA-29(miR-29)已顯示在減輕肝損傷后的炎癥和纖維化中起關(guān)鍵作用[16,17]。在高脂飲食(HFD)的小鼠發(fā)現(xiàn)miR-29a的過表達(dá)對(duì)促炎細(xì)胞因子IL-6和MCP-1以及脂肪酸轉(zhuǎn)位酶CD36和PPARγ具有抑制作用,這與脂質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)有關(guān)。miR-29a的過表達(dá)不僅減輕了HFD誘導(dǎo)的體重增加,而且減輕了小鼠的皮下,內(nèi)臟和腸內(nèi)脂肪蓄積和肝細(xì)胞脂肪變性及纖維化,這強(qiáng)調(diào)了miR-29a在調(diào)節(jié)NAFLD中的作用[17]。Yang[18]用蛋氨酸-膽堿缺乏(methionine-choline-deficient,MCD)飲食誘導(dǎo)的NASH小鼠實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)miR-29a的過表達(dá)顯著減輕了MCD飲食引起的體重減輕、脂肪變性、纖維化和損傷,并降低了小鼠的天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶水平。同時(shí)miR-29a信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的增加還導(dǎo)致肝臟組織內(nèi)與脂質(zhì)代謝相關(guān)的DNA甲基轉(zhuǎn)移酶3b(DNMT3b),TGF-β,IL-6,血紅素加氧酶-1,p-SMAD3,PI3K和L3BII表達(dá)下調(diào)。總體而言,此研究表明miR-29a功能的獲得對(duì)MCD飲食誘導(dǎo)的NASH具有保護(hù)作用。另外,Liu[19]還發(fā)現(xiàn)miR-29a可能是肝膽固醇穩(wěn)態(tài)的重要調(diào)節(jié)劑,其通過研究MCD飲食的小鼠發(fā)現(xiàn)miR-29a的表達(dá)水平與MCD飲食小鼠模型體內(nèi)和體外2種脂肪變性肝細(xì)胞模型(SMMC-7721和HL-7702細(xì)胞)中的3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A還原酶(HMGCR)表達(dá)水平呈負(fù)相關(guān),而HMGCR是肝臟中膽固醇合成的限速酶。同時(shí)發(fā)現(xiàn)Dicer1缺乏時(shí)肝膽固醇增加。Dicer1是miRNA成熟必不可少的酶,其缺乏癥導(dǎo)致的miRNA丟失在很大程度上促進(jìn)了許多疾病的發(fā)展,包括脂質(zhì)失調(diào),這對(duì)于非酒精性脂肪性肝炎(NASH)的發(fā)展至關(guān)重要。該研究表明Dicer1/miR-29/HMGCR軸有助于小鼠NASH中肝游離膽固醇的積累。但HMGCR與Dicer1缺乏癥之間的關(guān)系還需進(jìn)一步探索。因此,miR-29a可用作治療非酒精性脂肪性肝病以及與FC蓄積有關(guān)的其他肝病的潛在治療靶標(biāo)。
1.4 miR-21 從脂肪變性到NASH,NAFLD患者肝臟中miR-21的表達(dá)水平顯著增加,miR-21的抑制和法尼醇X受體(FXR)活化可改善肝臟脂肪變性、炎癥及纖維化。miR-21/PPARα軸可能在NAFLD和NASH的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用[20]。經(jīng)典的WNT /β-catenin信號(hào)傳導(dǎo)途徑已被認(rèn)為是脂肪分化的關(guān)鍵調(diào)節(jié)劑,并發(fā)揮抗脂質(zhì)形成和抗炎作用,而非經(jīng)典的WNT信號(hào)通路會(huì)促進(jìn)脂肪形成,脂質(zhì)堆積和炎癥,因此WNT信號(hào)通路的失衡與NAFLD密切相關(guān)[21]。當(dāng)經(jīng)典的WNT/β-catenin信號(hào)通路被激活時(shí),β-catenin抑制了CCAAT增強(qiáng)子結(jié)合蛋白α(C/EBP-α)和過氧化物酶體增殖物激活受體γ(PPAR-γ)的表達(dá)。研究表明抑制miR-21的表達(dá)通過靶向低密度脂蛋白相關(guān)受體6(LRP6)激活WNT/β-catenin信號(hào)通路來緩解NAFLD。通過對(duì)miRNA-21的抑制或抑制作用恢復(fù)PPARα的表達(dá),可減少NASH肝損傷,炎癥和纖維化[22]。然而,有人發(fā)現(xiàn)隨著NAFLD病情加重,胰島素抵抗和糖尿病誘導(dǎo)的NAFLD組小鼠肝臟miR-21表達(dá)水平進(jìn)一步下降。下調(diào)的miR-21表達(dá)水平與上調(diào)的過氧化物酶增殖物激活的受體亞型(PPAR-γ和PPAR-α)和脂肪細(xì)胞脂肪酸結(jié)合蛋白基因表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。胰島素抵抗和糖尿病誘導(dǎo)的NAFLD小鼠中miR-21表達(dá)下調(diào),而這可能通過調(diào)節(jié)PPAR亞型的表達(dá)參與NAFLD的發(fā)病。對(duì)miR-21的研究存在差異,未來需更多的研究來證實(shí)其在NAFLD中的調(diào)控作用。
1.5 miR-155 miR-155的靶基因C/EBP-α,C/EBP-β和PPAR-γ這三個(gè)轉(zhuǎn)錄因子在促進(jìn)脂肪形成中起著至關(guān)重要的作用。抑制miR-155的表達(dá),可使脂肪組織和NAFLD中三個(gè)轉(zhuǎn)錄因子上調(diào),從而參與NAFLD的發(fā)生發(fā)展。miR-155在動(dòng)脈粥樣硬化中顯著上調(diào),而在其他高脂血癥相關(guān)疾病(NAFLD,肥胖癥和II型糖尿病)中則下降,其促進(jìn)主動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞激活和動(dòng)脈粥樣硬化形成,但抑制白色脂肪組織的發(fā)展和NAFLD的發(fā)病機(jī)理。因而miR-155對(duì)NAFLD具有保護(hù)作用,它的缺乏癥會(huì)導(dǎo)致肥胖,但不會(huì)引起胰島素抵抗和葡萄糖耐受不良。另外,miR-155抑制高脂飲食引起的血漿脂肪因子瘦素、抵抗素水平,而miR-155敲除的白色脂肪組織中抵抗素的表達(dá)增加可能是繼發(fā)性發(fā)炎狀態(tài)在代謝健康肥胖向經(jīng)典性肥胖過渡中的驅(qū)動(dòng)因素,這與肥胖,NAFLD和無胰島素抵抗的高胰島素血癥,以及動(dòng)脈粥樣硬化的減少可能有密切關(guān)系。
1.6 miR-33 固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白(sterol-regulatory element binding protein,SREBP)是參與膽固醇/脂質(zhì)生物合成和運(yùn)輸?shù)幕虻闹饕{(diào)節(jié)劑,有SREBP-1和SREBP-2兩型。miR-33a/b分別位于編碼SREBP-2和SREBP-1轉(zhuǎn)錄因子的基因的內(nèi)含子中,可抑制膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的表達(dá)(ATP binding cassette transporters A1,ABCA1和ATP binding cassette transporters G1,ABCG1),所以miR-33是膽固醇/脂質(zhì)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)劑。研究發(fā)現(xiàn)在肥胖人群中,miR-33b表達(dá)在非酒精性脂肪性肝炎(NASH)中升高。miR-33b基因表達(dá)與脂蛋白分泌相關(guān)基因(SREBP2和ABCG1)和脂質(zhì)氧化相關(guān)基因(carnitineO-octanoyltransferase,CROT)的mRNA表達(dá)正相關(guān)。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)miR-33a的肝表達(dá)與PPARα呈正相關(guān),但與ABCG1和CROT之間呈負(fù)相關(guān)。
1.7 miR-16 研究表明,NAFLD和CHB患者的miR-16血清表達(dá)差異。循環(huán)miR-16與肝纖維化表現(xiàn)出良好的相關(guān)性,但其顯示在診斷NASH中明顯的纖維化方面性能有限,且區(qū)分NAFLD中明顯的纖維化方面比FIB-4和APRI稍差[7]。
miRNA是具有調(diào)控功能的內(nèi)源性非編碼RNA,它與NAFLD的脂質(zhì)代謝、胰島素抵抗、炎癥反應(yīng)、細(xì)胞凋亡、纖維化等環(huán)節(jié)關(guān)系密切。血清miR-34a,-192,-27b,-122,-22,-21,-197,-30c和- 16與NAFLD嚴(yán)重程度相關(guān)。此外,與藥物性肝損傷患者相比,miR-192,-27b,-22,-197和-30c對(duì)NAFLD表現(xiàn)出特異性。總之,經(jīng)過驗(yàn)證的循環(huán)microRNA具有比常規(guī)血清標(biāo)志物更好的診斷潛力,可以識(shí)別NASH患者,并且可以補(bǔ)充和改善當(dāng)前的纖維化預(yù)測(cè)算法[28],對(duì)于NAFLD的診斷和治療具有重要作用。
Preptin是新近研究發(fā)現(xiàn)的一種34個(gè)氨基酸的肽,是胰島素原生長(zhǎng)因子II(pro-IGF-II)的衍生物,由胰島β細(xì)胞分泌,被認(rèn)為是胰島素分泌的生理增強(qiáng)劑。迄今為止的研究結(jié)果表明,由肥胖,2型糖尿病,多囊卵巢綜合征,非酒精性脂肪肝或心血管疾病等代謝綜合征引起的疾病伴隨著這些肽濃度的顯著變化。研究發(fā)現(xiàn)NAFLD 患者血清preptin水平顯著升高,且preptin水平隨著脂肪肝程度的加重而升高,說明preptin水平與脂肪肝嚴(yán)重程度相關(guān)。而preptin可能通過影響胰島素抵抗參與 NAFLD 的發(fā)病機(jī)制,其在NAFLD中的作用及其具體機(jī)制值得進(jìn)一步深入研究,將有助于發(fā)掘臨床診治 NAFLD 的可能靶點(diǎn)。
瘦素主要由脂肪細(xì)胞分泌的脂肪因子,在脂肪營(yíng)養(yǎng)不良的患者中顯著減少。瘦素不僅對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)具有重要作用,包括誘導(dǎo)能量消耗和飽腹感,而且在激活免疫細(xì)胞和調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)時(shí)也具有重要意義。研究發(fā)現(xiàn)瘦素可誘導(dǎo)前脂肪細(xì)胞和脂肪細(xì)胞中的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo),從而促進(jìn)脂肪生成和調(diào)節(jié)炎癥介質(zhì)的分泌。研究數(shù)據(jù)表明血清瘦素水平與NAFLD的嚴(yán)重程度有關(guān),尤其是在經(jīng)典NAFLD患者中,且瘦素水平也與胰島素抵抗穩(wěn)態(tài)模型評(píng)估(HOMA-IR)呈正相關(guān)。瘦素在NAFLD中起到一定作用,未來對(duì)其進(jìn)一步研究有價(jià)值,可能成為治療 NAFLD的潛在靶點(diǎn)。
脂聯(lián)素(APN)是由脂肪細(xì)胞產(chǎn)生的一種激素,在血漿中以三種不同的基本寡聚復(fù)合物形式存在:同三聚體低分子量APN,六聚體中分子量APN,和12-18 protomer高分子量APN。Lian發(fā)現(xiàn)在NAFLD患者中觀察到總高、中、低分子量APN水平降低,高分子量和中分子量APN可能分別與肝功能和脂質(zhì)代謝密切相關(guān),可能在NAFLD的發(fā)病機(jī)理和進(jìn)程中起重要作用,所以可以被認(rèn)為是NAFLD的潛在新治療方法。除了對(duì)脂聯(lián)素本身研究,其受體也可能對(duì)NAFLD產(chǎn)生影響。有研究表明適度攝入發(fā)酵酒精飲料,例如啤酒,至少會(huì)通過與肝臟脂聯(lián)素受體1(AdipoR1)表達(dá)相關(guān)的機(jī)制來減弱NAFLD的發(fā)育。在兒童NAFLD中,Gulsah et al研究發(fā)現(xiàn)患有NAFLD的肥胖兒童的可溶性AdipoR2水平高于沒有NAFLD的肥胖兒童,血漿中可溶性AdipoR2的高水平作為一種非侵入性標(biāo)志物可能被用作診斷兒童NAFLD。然而,該研究有一定局限性,未來需要更多更廣泛研究探索可溶性AdipoR2水平在NAFLD中重要作用。
CK-18是肝細(xì)胞中大量存在的主要中間絲蛋白,占肝臟蛋白的5%,且是肝細(xì)胞凋亡的標(biāo)志。一項(xiàng)薈萃分析表明血清CK-18和成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子21(FGF-21)的水平上調(diào)與NASH風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān),可用于診斷NAFLD,尤其是NASH。重要的是,與單一使用相比,兩者組合比能提高準(zhǔn)確性,并具有最高的靈敏度和特異性,可能被用作NASH的準(zhǔn)確診斷工具。研究發(fā)現(xiàn)血清CK-18水平與纖維化、炎癥、脂肪變性、馬洛氏體和非酒精性脂肪肝疾病活動(dòng)評(píng)分(NAS)相關(guān)。在研究人群中,平均血清CK-18水平隨NAS值的升高而升高,它已是NAFLD頻譜內(nèi)NAS≥5的一種非侵入性,簡(jiǎn)單且可靠的生物標(biāo)志物。因而,CK-18在NAFLD進(jìn)展及治療效果中具有重要作用。有研究證實(shí)NASH組CK-18(M30和M56)水平高于單純性脂肪變性[7]。除此之外,血清CK-18和血清ALT之間發(fā)現(xiàn)呈顯著正相關(guān),而血清AST與CK18無顯著相關(guān)性,這與Alt等研究發(fā)現(xiàn)血清CK-18和血清AST之間有相關(guān)相矛盾。未來需更多研究證明CK-18的重要作用,或許該蛋白可以用作診斷性生物標(biāo)志物以及將來疾病進(jìn)展的標(biāo)志物。