去乙?；窼irtuins家族與非酒精性脂肪性肝病的關(guān)系

宗也凱， 劉江凱

1 河南中醫(yī)藥大學(xué) 第一臨床醫(yī)學(xué)院， 鄭州 450008; 2 河南中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院 脾胃肝膽科， 鄭州 450008

非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)也稱代謝相關(guān)脂肪性肝病(MAFLD)，是一種潛在的嚴(yán)重肝病，是指除外酒精和其他明確損肝因素所致的以肝細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)過量沉積為主要特征的臨床病理綜合征[1]。其臨床疾病譜發(fā)展包括非酒精性脂肪肝(NAFL)、非酒精性脂肪性肝炎(NASH)甚至肝硬化和肝細(xì)胞癌(HCC)。流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果顯示NAFLD全球患病率為25.24%[2]，在我國(guó)，NAFLD患病率為29.2%[3]。全球范圍內(nèi)，2010年—2020年兒童NAFL的發(fā)病率迅速攀升，NAFLD整體呈年輕化趨勢(shì)[4]。但迄今為止尚無針對(duì)這種疾病的特定藥物治療被批準(zhǔn)[5]，因此如何診治NAFLD已成為當(dāng)今中西醫(yī)學(xué)界面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。近些年，國(guó)內(nèi)外大量研究發(fā)現(xiàn)Sirtuins在NAFLD的發(fā)生發(fā)展中扮演著重要的角色，Sirtuins有望成為新的治療靶點(diǎn)。

1 Sirtuins概述

Sirtuins是一組高度保守的線粒體煙酰胺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide，NAD+)依賴性蛋白質(zhì)去乙?；讣易澹沙聊畔⒄{(diào)節(jié)因子2編碼。它們通過各種翻譯后修飾調(diào)節(jié)下游靶蛋白功能，大約與25%的人類蛋白質(zhì)組相互作用。生物活性主要包括細(xì)胞應(yīng)激、耐藥性、基因組穩(wěn)定、腫瘤發(fā)生和調(diào)節(jié)能量代謝等[6]。Sirtuins對(duì)翻譯后蛋白底物的化學(xué)修飾主要以乙?；癁橹?，輔以丙二?；㈢牾；臀於；痆7]。Sirtuins家族由7種不同的同源蛋白質(zhì)組成(SIRT1～7)，具有不同的亞細(xì)胞定位和功能(表1)[8-10]。其在代謝組織如肝臟、胰腺和脂肪組織中具有很高的表達(dá)特征[11]，因此對(duì)肝臟可能有潛在特異性。Sirtuins涉及很多包括肝臟在內(nèi)的細(xì)胞生理功能：生物氧化、糖脂代謝、線粒體功能、胰島素分泌、肝糖異生、脂肪細(xì)胞成熟、炎癥活動(dòng)。這與NAFLD多重打擊假說中的多種因素相重合，如氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的線粒體能量代謝障礙、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激以及促炎和纖維化途徑的激活[12]。

2 Sirtuins在NAFLD中的作用

2.1 Sirtuins與脂肪代謝 肝內(nèi)脂肪過度異位沉積是NAFL發(fā)生發(fā)展的重要病理基礎(chǔ)，Sirtuins通過多種途徑參與脂肪代謝，減少因肝細(xì)胞脂肪過度沉積對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的破壞[13]，預(yù)防脂毒對(duì)肝細(xì)胞二次打擊的發(fā)生。脂肪由甘油和三分子脂肪酸合成，各種異常的脂肪酸活化過程是甘油三酯積累的主要原因之一[14]。肝細(xì)胞SIRT1特異性缺失損害過氧化物酶體增殖物激活受體α(PPARα)的信號(hào)傳導(dǎo)，抑制了脂肪酸β-氧化過程，過多的脂肪酸難以分解，從而加重了肝內(nèi)脂肪堆積[15]。成人NAFLD大泡狀脂肪變性從肝臟中央周圍區(qū)開始發(fā)生，隨著疾病的進(jìn)展，逐漸向門靜脈周圍區(qū)擴(kuò)散。SIRT5在肝門靜脈周圍細(xì)胞有高表達(dá)特征，基因敲除SIRT5小鼠中受損的線粒體對(duì)中鏈甘油三酯(C6-C12)β-氧化能力下降可能驅(qū)動(dòng)了門靜脈周圍大泡性脂肪變性[16]。作為脂肪基本成分之一的棕櫚酸酯，其介導(dǎo)的異常脂肪代謝可通過AMPK/PPARα/PPARγ途徑被SIRT1抑制，從而減輕過量異常脂肪合成對(duì)肝臟代謝的負(fù)擔(dān)[17]。

表1 哺乳動(dòng)物Sirtuins一般特征[8-10]

載脂蛋白是脂質(zhì)運(yùn)輸?shù)闹匾d體，亦是肝脂質(zhì)代謝的主要途徑，其主要由肝細(xì)胞合成，NAFL的發(fā)生可能與不同類型載脂蛋白的缺失或增加相關(guān)[18]。相關(guān)研究[19]表明，SIRT3可恢復(fù)非酯化脂肪酸誘導(dǎo)的極低密度脂蛋白低效組裝和分泌，提高肝臟脂肪代謝效率。相反，肝SIRT6缺乏則會(huì)導(dǎo)致糖類應(yīng)答元件結(jié)合蛋白和膽固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白1(SREBP1)的水平和轉(zhuǎn)錄活性升高。低密度脂蛋白受體在細(xì)胞膜表面的表達(dá)與SREBP1呈正相關(guān)，過高的SREBP1表達(dá)會(huì)促進(jìn)低密度脂蛋白攜帶脂質(zhì)由血漿向胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)，增加肝臟對(duì)脂質(zhì)的攝取，誘發(fā)NAFL的發(fā)生[20]。近年來，自噬/脂噬也被廣泛認(rèn)為是脂肪代謝及降解的重要途徑之一，甘油三酯脂酶通過SIRT1介導(dǎo)的信號(hào)促進(jìn)自噬/脂噬的發(fā)生，是控制肝臟脂滴分解代謝和脂肪酸氧化的主要手段[21]。研究[22]證實(shí)，丹皮酚能夠通過促進(jìn)SIRT1-FoxO1-ATG14(自噬相關(guān)蛋白14)依賴性脂噬預(yù)防棕櫚酸誘導(dǎo)的HepG2細(xì)胞損傷中的脂代謝障礙，降低細(xì)胞中脂滴數(shù)量。這一行為也可被SIRT3通過激活A(yù)MPK信號(hào)來增強(qiáng)脂滴中巨噬細(xì)胞和分子伴侶介導(dǎo)的自噬[23]。綜上所述，Sirtuins通過氧化分解、調(diào)控脂肪細(xì)胞、修飾功能蛋白、激活自噬等途徑對(duì)人體脂肪代謝產(chǎn)生影響，尤其在對(duì)肝脂肪變的預(yù)防和改善當(dāng)中扮演著重要的角色。

2.2 Sirtuins與胰島素抵抗或缺失 胰島素抵抗或缺失是NAFLD發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵打擊因素。脂肪組織中甘油三酯脂解后，脂肪酸主要從血液輸送到肝臟，這一過程受胰島素調(diào)節(jié)。胰島素缺失或抵抗致使細(xì)胞利用葡萄糖不足，導(dǎo)致過多的脂肪酸運(yùn)輸?shù)礁闻K誘發(fā)形成NAFL[24]。目前已知誘發(fā)胰島素缺失或抵抗的原因有脂肪誘導(dǎo)、線粒體功能障礙、氧化應(yīng)激、胰島素受體突變、炎癥因子的分泌等[25]。

脂聯(lián)素是脂肪組織分泌的一種人體內(nèi)主要內(nèi)源性胰島素增敏激素，其特異性缺失常常誘發(fā)胰島素抵抗。有研究[26]證實(shí)，SIRT1可通過FoxO1途徑上調(diào)脂肪組織中脂聯(lián)素的表達(dá)水平，增強(qiáng)包括肝在內(nèi)的細(xì)胞對(duì)胰島素的敏感性。高血糖會(huì)加劇細(xì)胞線粒體活性氧的產(chǎn)生，SIRT1通過介導(dǎo)氧調(diào)節(jié)蛋白150減輕棕櫚酸誘導(dǎo)的HepG2細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和胰島素抵抗[27]。胰島素由胰腺胰島β細(xì)胞分泌，其合成速率受血漿葡萄糖濃度影響，胰島β細(xì)胞功能障礙和體積減少是導(dǎo)致胰島素分泌受損的主要原因[28]。研究[29]發(fā)現(xiàn)SIRT1可通過AMPK信號(hào)介導(dǎo)的脂肪酸氧化激活胰腺導(dǎo)管細(xì)胞的神經(jīng)原3陽性內(nèi)分泌祖細(xì)胞的活化，從而促進(jìn)胰島β細(xì)胞的再生。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激此前已被證實(shí)與胰島β細(xì)胞損害相關(guān)，且這一過程通常合并脂毒的發(fā)生。SIRT3通過修飾IRE1、ATF6能夠拮抗氧化應(yīng)激，維持和保護(hù)胰腺β細(xì)胞正常功能免受脂肪毒性并促進(jìn)胰島素的分泌[30]。以上代謝方式，離不開細(xì)胞受體的協(xié)同作用，胰島素通過調(diào)節(jié)含有葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白4的囊泡運(yùn)輸來增加肝臟、脂肪、肌肉細(xì)胞對(duì)葡萄糖的攝取[31]。當(dāng)這一關(guān)鍵過程失調(diào)，即會(huì)導(dǎo)致胰島素抵抗，而SIRT1可激活葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白4的失常表達(dá)，促進(jìn)細(xì)胞對(duì)葡萄糖的轉(zhuǎn)運(yùn)，減少肝脂肪聚集預(yù)防NAFL的發(fā)生[32]。綜上所述，Sirtuins相關(guān)的脂糖代謝與NAFLD的發(fā)生發(fā)展息息相關(guān)。

2.3 Sirtuins與炎癥 NASH組織病理學(xué)改變主要為肝細(xì)胞脂肪變性合并小葉內(nèi)炎癥浸潤(rùn)，期間可伴隨纖維化的發(fā)生，是NAFLD向肝硬化和HCC過渡的中間階段，且難以自行痊愈。NASH發(fā)生發(fā)展由多種機(jī)制所致，包括脂肪酸堆積、線粒體/內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能障礙、氧化應(yīng)激和內(nèi)毒素介導(dǎo)的細(xì)胞因子釋放等[33]。

Sirtuins家族通過信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)減緩炎癥的發(fā)生，這與其修飾蛋白、沉默基因的生理功能相關(guān)[34]。氧化應(yīng)激導(dǎo)致膜脂過氧化可使細(xì)胞結(jié)構(gòu)遭到破壞，許多抗氧化酶的調(diào)節(jié)依賴于轉(zhuǎn)錄因子Nrf2。有研究[35]表明，SIRT6靶向調(diào)控Nrf2，使Nrf2與抗氧化反應(yīng)元件結(jié)合增加Ⅱ相/抗氧化酶的表達(dá)，從而減緩因氧化應(yīng)激產(chǎn)生的細(xì)胞炎性浸潤(rùn)，改善NASH。各種損傷因素誘發(fā)肝細(xì)胞對(duì)炎癥因子的募集可伴隨炎癥瀑布效應(yīng)的發(fā)生，根據(jù)近年來研究顯示，Sirtuins在炎癥信號(hào)通路中對(duì)抗炎抗應(yīng)激有明顯的正向作用。SIRT1介導(dǎo)的NF-κB乙?；?ac-NF-κB)在炎癥信號(hào)的激活中具有重要作用。游離脂肪酸處理的HepG2細(xì)胞中，ac-NF-κB的表達(dá)顯著上調(diào)，而SIRT1的表達(dá)下調(diào)。用七葉素(SIRT1激活劑)處理HepG2細(xì)胞顯著抑制了TNFα和IL-6表達(dá)的增加，減少了肝細(xì)胞炎性浸潤(rùn)[36]。C-Jun也是炎癥主要信號(hào)通路之一，其可被SIRT6影響經(jīng)由脫乙酰H3K9、AP-1或AP-1相關(guān)結(jié)合位點(diǎn)，下調(diào)炎癥因子MCP-1、IL-6及TNFα的表達(dá)[37]?，F(xiàn)今，Sirtuins在慢性炎癥中的作用相關(guān)研究還處于非常早期的階段，但越來越多的證據(jù)表明，在慢性炎癥期間，特定組織中的NAD+水平和Sirtuins轉(zhuǎn)錄水平持續(xù)降低[38]。

2.4 Sirtuins與纖維化 脂肪性肝纖維化進(jìn)展是NAFLD中后期病理階段之一，終末可演變?yōu)橹拘愿斡不?。脂肪性肝纖維化主要是由肝脂質(zhì)異常堆積等慢性損傷因素引起細(xì)胞外基質(zhì)蛋白積累所導(dǎo)致，不斷的纖維化進(jìn)展致使肝正常結(jié)構(gòu)和功能被破壞[39]。

肝星狀細(xì)胞(HSC)及其分泌的因子蛋白是細(xì)胞外基質(zhì)的主要來源，有研究[40]證實(shí)SIRT1可通過去乙酰化增強(qiáng)子EZH2阻斷靜止期HSC PPARγ的轉(zhuǎn)錄活性，減緩HSC的激活。在肝臟受到物理、化學(xué)、感染等刺激產(chǎn)生病理變化時(shí)，HSC增殖并激活轉(zhuǎn)變?yōu)榧〕衫w維細(xì)胞，表達(dá)α-平滑肌肌動(dòng)蛋白，合成細(xì)胞外基質(zhì)[41]。肌成纖維細(xì)胞分化是肝纖維化發(fā)病機(jī)制中的一個(gè)關(guān)鍵過程，TGFβ是肌成纖維細(xì)胞分化的強(qiáng)有力誘導(dǎo)劑。相關(guān)研究[42]表明，SIRT1選擇性抑制劑EX-527通過上調(diào)細(xì)胞中SIRT2、SIRT3和SIRT4的水平來降低TGFβ和α-平滑肌肌動(dòng)蛋白的表達(dá)水平以減緩纖維化的發(fā)生，但具體機(jī)制尚未闡明。然而，另一項(xiàng)研究[43]顯示，抑制SIRT2會(huì)導(dǎo)致ERK的磷酸化和c-MYC的降解，其可顯著抑制人肝星狀LX2細(xì)胞中成纖維基因的表達(dá)。這與上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果有所出入，猜測(cè)Sirtuins在肝纖維化的過程中可能存在某種相互拮抗作用，但尚未有相關(guān)研究證實(shí)這一關(guān)系。肝臟基因敲除和HSC基因敲除SIRT6小鼠比野生型小鼠出現(xiàn)更嚴(yán)重的炎癥浸潤(rùn)和纖維化程度，這可能與SIRT6在關(guān)鍵賴氨酸殘基K333和K378處脫乙?；疭mad3，并減弱在HSC中由TGFβ誘導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄活性相關(guān)[44]。肌成纖維細(xì)胞中線粒體功能常常表現(xiàn)一定的缺陷，SIRT7能夠通過去乙?；疓ABPβ-1增強(qiáng)線粒體穩(wěn)態(tài)[45]。由此可見，Sirtuins主要通過抑制HSC激活因子預(yù)防肝纖維化的發(fā)生。

3 Sirtuins在NAFLD中的變化

NAFLD過程中，Sirtuins的表達(dá)也會(huì)發(fā)生某些改變，了解這些變化有利于更全面梳理Sirtuins在脂肪肝中的作用。一項(xiàng)對(duì)比研究[46]顯示，與正常體質(zhì)量受試者相比，超重或肥胖受試者脂肪組織中SIRT1、SIRT2、SIRT3和SIRT6 mRNA表達(dá)存在差異。除了SIRT2，所分析的基因都顯示與BMI呈負(fù)相關(guān)。有趣的是SIRT2在超重組中含量最高，肥胖組最低。另有Kim等[47]發(fā)現(xiàn)，SIRT1能夠與SIRT6啟動(dòng)子上的FOXO3a和NRF1形成復(fù)合物并正向促進(jìn)SIRT6的表達(dá)，從而負(fù)向調(diào)節(jié)糖酵解、甘油三酯合成和脂肪分解。這預(yù)示著Sirtuins之間存在著某些正負(fù)調(diào)節(jié)和協(xié)同機(jī)制。關(guān)于Sirtuins隨著BMI增高而下降的原因，在另一項(xiàng)研究中可能得到一些合理的解釋。經(jīng)棕櫚酸處理過的HepG2細(xì)胞中細(xì)胞核和線粒體部分的SIRT3表達(dá)水平降低，其細(xì)胞伴隨顯著的活性氧誘導(dǎo)和凋亡以及線粒體跨膜電位的消耗[48]。

一項(xiàng)研究[49]報(bào)告了SIRT1水平在不同的小鼠模型和經(jīng)歷活化的培養(yǎng)HSC的肝臟中降低，SIRT1的下調(diào)與HDAC4上調(diào)平行。HDAC4在HSC激活過程中被募集到SIRT1啟動(dòng)子，并從SIRT1啟動(dòng)子中去除乙?；M蛋白H3和H4，這導(dǎo)致了SIRT1反式阻遏。與其他肝細(xì)胞類型相比，SIRT6在HSC中表達(dá)最豐富，其可能對(duì)肝纖維化有特異性，但在小鼠和人的活化HSC和纖維化肝臟中SIRT6的表達(dá)卻降低[50]。以上研究表明Sirtuins在肝纖維化進(jìn)展中被某些機(jī)制阻遏導(dǎo)致其正常功能失效，誘發(fā)加重了纖維化進(jìn)展?，F(xiàn)階段對(duì)Sirtuins的研究主要集中在挖掘功能作用、信號(hào)通路方面，涉及NAFLD中Sirtuins交互關(guān)系或表達(dá)變化等方面研究較少。近年來表觀遺傳學(xué)是Sirtuins研究的一個(gè)新方向，有望解答其在NAFLD中更深層次的關(guān)系[51]。

4 小結(jié)和展望

Sirtuins是治療NAFLD的潛在靶點(diǎn)，它們通過多種途徑參與了與NAFLD發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)的糖脂代謝、氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)、纖維變性。大量實(shí)驗(yàn)研究表明其對(duì)NAFLD的干預(yù)效果是顯性的，但具體機(jī)制仍未完全闡明或僅有小部分闡明。僅基于目前的研究，Sirtuins還不能應(yīng)用于NAFLD的治療。對(duì)于Sirtuins在NAFLD中完整全面的生理病理功能還需要更深入的了解，因此迫切需要更多的研究來加深對(duì)NAFLD中各種Sirtuins相互作用的理解，并開發(fā)Sirtuins的選擇性激活劑/抑制劑，這對(duì)于今后攻克治療NAFLD具有深刻意義[52]。

利益沖突聲明：所有作者均聲明不存在利益沖突。

作者貢獻(xiàn)聲明：宗也凱負(fù)責(zé)論文設(shè)計(jì)，收集數(shù)據(jù)，資料分析，撰寫論文并最后定稿；劉江凱參與論文指導(dǎo)。