肝因子和脂肪因子介導(dǎo)的脂代謝在非酒精性脂肪性肝病中的作用機(jī)制

趙晨露， 尚東方， 周 鋮， 石俊豪， 趙文霞

1 河南中醫(yī)藥大學(xué) 第一臨床醫(yī)學(xué)院， 鄭州 450000； 2 河南中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院 脾胃肝膽科， 鄭州 450000

非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)發(fā)病率逐年上升，我國(guó)NAFLD總體患病率為29.6%，且與肥胖率上升趨勢(shì)平行[1]。NAFLD不僅與肝代謝障礙有關(guān)，更與脂肪組織代謝紊亂密切相關(guān)。近年來(lái)研究[2]證實(shí)，肝組織和脂肪組織以及肌肉組織之間存在器官因子的調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)，其通過(guò)自分泌和旁分泌形式，參與體內(nèi)代謝過(guò)程。肝臟和脂肪組織作為內(nèi)分泌器官，其分泌的肝因子與脂肪因子在糖脂代謝、炎癥反應(yīng)等方面發(fā)揮重要作用。脂代謝紊亂是NAFLD發(fā)生過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，因此闡明肝因子和脂肪因子介導(dǎo)的脂代謝在NAFLD中的作用機(jī)制具有重要意義。

1 脂代謝在NAFLD中的作用機(jī)制

肝臟脂代謝過(guò)程包括脂質(zhì)攝取與生產(chǎn)、輸出與氧化，肝脂質(zhì)含量受以下幾個(gè)方面影響：(1)脂肪組織來(lái)源的游離脂肪酸(free fatty acid,FFA)向肝臟遞送；(2)從飲食攝取；(3)肝內(nèi)從頭脂肪生成(denovolipid synthesis,DNL)；(4)脂質(zhì)氧化和分泌，前三者為肝內(nèi)脂質(zhì)的主要來(lái)源，后者為肝內(nèi)脂質(zhì)的主要去路[3-5]。肝臟攝取與生產(chǎn)、輸出與氧化之間相互協(xié)調(diào)，共同維持肝臟脂穩(wěn)態(tài)，其中一個(gè)或多個(gè)平衡被打破均可導(dǎo)致肝臟脂肪變。因此維持肝臟脂代謝平衡是防治NAFLD的重要環(huán)節(jié)(圖1)。

注：HFD，高脂飲食；IR，胰島素抵抗；ER，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)；VLDL-TG，極低密度脂蛋白甘油三酯。

1.1 肝脂質(zhì)攝取與生產(chǎn) 研究[6-7]顯示，肥胖型NAFLD患者肝臟TG約60%來(lái)源于脂肪組織分解產(chǎn)生的FFA。肥胖型NAFLD患者由于脂肪組織對(duì)胰島素的敏感性下降，導(dǎo)致其分解產(chǎn)生的FFA增多，后者可通過(guò)門(mén)靜脈大量進(jìn)入肝臟。

肝臟中脂質(zhì)易受膳食脂質(zhì)含量的影響，肝臟中15%～20%TG來(lái)自膳食脂肪酸。NAFLD動(dòng)物模型中常采用的HFD在幾天內(nèi)可引起嚙齒動(dòng)物發(fā)生肝脂肪變性[8]。隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)研究[9-10]表明，采用地中海飲食干預(yù)后，NAFLD患者的脂肪肝指數(shù)、內(nèi)臟脂肪指數(shù)、胰島素水平、肝脂肪含量等均較對(duì)照組明顯下降。

健康個(gè)體中，DNL從禁食狀態(tài)的5%上升到進(jìn)食后4 h的23%。而在合并高甘油三酯血癥和高胰島素血癥的NAFLD患者中，DNL在禁食狀態(tài)下明顯升高(約26%)[11]。一項(xiàng)使用同位素追蹤劑研究[12]顯示，肥胖型NAFLD患者其肝臟TG可來(lái)自外周FFA、DNL、膳食攝入，其比例分別為59.0%±9.9%、26.1%±6.7%、14.9%±7.0%，表明脂肪組織分解途徑在NAFLD中的主導(dǎo)地位。

1.2 肝脂質(zhì)輸出與氧化 肝臟中脂質(zhì)主要以分泌VLDL-TG形式運(yùn)出肝外，此過(guò)程涉及VLDL-TG在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的組裝、合成及高爾基體的分泌，其中微粒體脂肪轉(zhuǎn)移蛋白、載脂蛋白B-100/48(apolipoprotein B-100/48,ApoB-100/48)、外被蛋白Ⅰ/Ⅱ等是重要的調(diào)控蛋白因子[13]。在健康個(gè)體中，肝臟VLDL-TG分泌與FFA、體質(zhì)量呈正相關(guān)；在NAFLD患者中，肝臟VLDL-TG分泌速率代償性增加，血清VLDL-TG清除速率降低，導(dǎo)致高甘油三酯血癥[14]，提示VLDL-TG的分泌對(duì)肝脂質(zhì)和全身血脂水平具有調(diào)控作用。研究[15]表明，膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白能夠降低肝臟VLDL-TG分泌速率，從而介導(dǎo)并加重了HFD誘導(dǎo)的肝脂肪變。

肝臟FFA氧化主要涉及線粒體β氧化，肝細(xì)胞含有豐富的線粒體，當(dāng)大量FFA超過(guò)肝臟自身處理能力或當(dāng)肝臟FFA氧化能力降低時(shí)，F(xiàn)FA在肝臟大量聚集，一方面過(guò)量的脂質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)沉積引起脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)，另一方面大量FFA對(duì)肝細(xì)胞產(chǎn)生脂毒性[16]，促使肝細(xì)胞內(nèi)豐富的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)發(fā)生內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，后者通過(guò)IRE1α-XBP1途徑抑制VLDL-TG分泌促進(jìn)肝細(xì)胞脂肪變[17]，通過(guò)PERK-eIF2α-ATF4途徑使硬脂酰輔酶A去飽和酶-1、脂肪酸合酶(fatty acid synthase,FASN)等限速酶減少，進(jìn)一步加重肝脂質(zhì)穩(wěn)態(tài)失衡[18]。以上研究表明肝臟FFA氧化減少可能導(dǎo)致脂肪變、脂質(zhì)過(guò)氧化、氧化應(yīng)激、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激、細(xì)胞死亡等一系列打擊事件發(fā)生，共同驅(qū)動(dòng)NAFLD發(fā)生發(fā)展。

2 肝因子和脂肪因子概述

肝細(xì)胞因子是肝臟分泌的蛋白質(zhì)，可通過(guò)自分泌、旁分泌和內(nèi)分泌途徑調(diào)節(jié)糖脂代謝，在NAFLD發(fā)生發(fā)展中起重要作用[19]。目前研究較多的肝因子有成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子21(fibroblast growth factor 21,FGF21)、血管生成素樣蛋白3/4/6/8(angiopoietin like protein,ANGPTL3/4/6/8)、視黃醇結(jié)合蛋白4、胎球蛋白A/B(Fetuin-A/B)、硒蛋白P(selenoprortein，SeP)、白細(xì)胞衍生趨化因子2、sparc相關(guān)模塊化鈣結(jié)合蛋白1、卵泡抑素、性激素結(jié)合球蛋白、生長(zhǎng)分化因子15等，它們?cè)谔侵x、炎癥、促纖維化等方面具有多種作用。

脂肪因子是脂肪組織分泌的激素物質(zhì)，參與全身胰島素分泌代謝、食欲控制、能量消耗、脂肪分布等多種代謝活動(dòng)[20]。目前已有600余種脂肪因子家族，近年來(lái)確定的新的脂肪因子有趨化素、白脂素、網(wǎng)膜素、鳶尾素、視黃醇結(jié)合蛋白4、鋅-α2-糖蛋白等，新型脂肪因子在脂肪組織、肝臟、心血管等組織代謝中具有重要作用。

3 肝因子介導(dǎo)的脂代謝在NAFLD中的作用機(jī)制

3.1 FGF21 FGF21是成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子家族成員之一，主要由肝臟分泌，在NAFLD、2型糖尿病等代謝性疾病中具有重要作用[21]。(1)FGF21以劑量依賴形式顯著降低嚙齒動(dòng)物和人類血漿TG含量。FGF21能夠降解白色脂肪組織(white adipose tissue,WAT)和棕色脂肪組織(brown adipose tissue,BAT)中富含TG的脂蛋白[22]，促進(jìn)WAT發(fā)生棕色化，并可激活BAT，從而降低血漿FFA、TG水平。(2)FGF21能夠降低肝臟內(nèi)TG含量，其機(jī)制為：FGF21上調(diào)ApoB 100、ApoE和微粒體脂肪轉(zhuǎn)移蛋白表達(dá)，促進(jìn)肝臟VLDL-TG分泌速率；同時(shí)FGF21促進(jìn)過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體γ共激活劑1α(peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1α,PGC1α)、?；o酶A氧化酶1和肉毒堿棕櫚酰基轉(zhuǎn)移酶表達(dá)，增強(qiáng)脂質(zhì)氧化[23]。(3)臨床研究表明，血漿FGF21水平與肝臟TG含量密切相關(guān)。一項(xiàng)為期3年的前瞻性研究[24]發(fā)現(xiàn)血清高FGF21水平是NAFLD的危險(xiǎn)因素。

3.2 Fetuin-A Fetuin-A是由肝細(xì)胞分泌的血清蛋白，屬于胱抑素超家族蛋白酶抑制劑成員，在脂肪酸代謝、IR、急性炎癥反應(yīng)等多種生理過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用[25]。臨床研究[26]顯示，與正常受試者相比，NAFLD患者肝臟Fetuin-A表達(dá)明顯增加，且與糖脂代謝異常有關(guān)。與瘦型NAFLD相比，肥胖型NAFLD患者血清Fetuin-A水平顯著增加；一項(xiàng)臺(tái)灣橫斷面研究[27]顯示，血清Fetuin-A濃度與瘦型NAFLD風(fēng)險(xiǎn)呈正相關(guān)。上述證據(jù)均表明NAFLD患者Fetuin-A水平升高可能是早期預(yù)測(cè)疾病風(fēng)險(xiǎn)的良好血清生物標(biāo)志物。此外，F(xiàn)etuin-A也是診斷IR相關(guān)代謝紊亂的早期預(yù)測(cè)生物標(biāo)志物，F(xiàn)etuin-A抑制胰島素受體底物(insulin receptor substrate，IRS)表達(dá)，下調(diào)4型葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白表達(dá)，最終造成血糖升高[28]。

Fetuin-A蛋白表達(dá)與甾醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白、FASN呈正相關(guān)，而甾醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白、FASN在肝臟DNL、脂質(zhì)合成過(guò)程中起重要作用[29]。此外，F(xiàn)etuin-A是Toll樣受體4(toll-like receptor 4，TLR4)的內(nèi)源性配體，促進(jìn)炎性因子表達(dá)，F(xiàn)etuin-A與FFA結(jié)合，形成的復(fù)合物對(duì)TLR4受體親和力增加，激活I(lǐng)κB激酶、c-Jun N-末端激酶途徑啟動(dòng)核因子κB釋放[30]，造成各種炎性因子、趨化因子釋放增加，促進(jìn)NAFLD發(fā)生發(fā)展。

3.3 ANGPTL3/8 ANGPTL3/8屬于血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子家族成員，在肝臟特異表達(dá)[31]。ANGPTL3/8是脂蛋白脂肪酶的生理性抑制劑，是血漿TG清除率的調(diào)節(jié)劑。ANGPTL3被前蛋白轉(zhuǎn)化酶蛋白水解切割后產(chǎn)生活性N端結(jié)構(gòu)域，并與ANGPTL8形成復(fù)合物，共同抑制脂蛋白脂肪酶表達(dá)，同時(shí)還根據(jù)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)將循環(huán)中TG分配到特定組織供其利用[32]。研究[34]表明，降低ANGPTL8表達(dá)具有改善葡萄糖耐量的作用[33]。一項(xiàng)臨床隊(duì)列研究[35]顯示，ANGPTL3水平與IR的穩(wěn)態(tài)模型評(píng)估 (HOMA-IR) 呈正相關(guān)(r=0.28，P<0.05)；與健康對(duì)照者相比，NAFLD患者肝臟ANGPTL3/8表達(dá)明顯升高，且與脂肪變程度相關(guān)。

3.4 SeP SeP是由肝臟合成和分泌的糖蛋白，屬于硒元素轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族，具有將硒元素從肝臟轉(zhuǎn)運(yùn)至其他器官的功能[36]。目前SeP的臨床研究存在相互矛盾的結(jié)果。來(lái)自不同國(guó)家的研究表明，血清SeP升高與NAFLD、代謝綜合征的發(fā)生關(guān)系密切。我國(guó)一項(xiàng)病例對(duì)照研究[37]納入79例NAFLD患者和79例正常受試者，結(jié)果顯示NAFLD患者SeP水平升高，且NAFLD的患病率和檢出率隨SeP水平升高而增加，同時(shí)NAFLD嚴(yán)重程度亦與血清SeP有關(guān)。此外，血清SeP水平與NAFLD的危險(xiǎn)因素呈正相關(guān)，如：體質(zhì)量指數(shù)(BMI)、ALT、AST和血清尿酸等；韓國(guó)一項(xiàng)前瞻性隊(duì)列研究[38]納入120例少肌性肥胖患者，其中并發(fā)NAFLD 60例，結(jié)果顯示與非NAFLD肥胖者相比，內(nèi)臟肥胖型NAFLD患者和代謝綜合征患者血清SeP水平更高，且血清SeP水平與內(nèi)臟脂肪面積、HOMA-IR和臂-踝脈波速度呈正相關(guān)，與肝衰減指數(shù)呈負(fù)相關(guān)。然而一項(xiàng)來(lái)自希臘的病例對(duì)照研究[39]納入了31例經(jīng)肝臟穿刺確診的NAFLD患者和27例正常受試者，其中單純脂肪變者15例，非酒精性脂肪性肝炎(NASH)者10例，確診NASH者6例，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與對(duì)照組、單純脂肪變組相比，NASH患者血清SeP水平較低，與上述研究結(jié)果相反，這可能與該研究樣本量較少、其他研究多采用血清無(wú)創(chuàng)診斷模型或B超診斷NAFLD有關(guān)。

Chen等團(tuán)隊(duì)[37]進(jìn)一步進(jìn)行體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，無(wú)論是HFD喂養(yǎng)的C57BL/6J NAFLD小鼠還是棕櫚酸誘導(dǎo)的HepG2脂肪變細(xì)胞，其血清和肝臟SeP水平均高于空白對(duì)照組；采用siRNA沉默SeP蛋白發(fā)現(xiàn)，AMPK/ACC信號(hào)通路被激活，HepG2細(xì)胞內(nèi)TG減少，相反過(guò)表達(dá)SeP蛋白發(fā)現(xiàn)，AMPK/ACC信號(hào)通路被抑制，HepG2細(xì)胞脂質(zhì)積累增多。基于此推測(cè)AMPK/ACC信號(hào)通路可能是SeP與NAFLD發(fā)病關(guān)系密切的關(guān)鍵分子途徑。

4 脂肪因子介導(dǎo)的脂代謝在NAFLD中的作用機(jī)制

4.1 趨化素 趨化素作為新型脂肪因子，在炎癥和代謝障礙等方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。肥胖相關(guān)臨床研究[40]顯示，血清高水平趨化素與BMI呈正相關(guān)，其機(jī)制可能是：趨化素促進(jìn)脂肪細(xì)胞發(fā)生肥大，導(dǎo)致脂肪組織中炎癥和血管生成障礙，最終造成機(jī)體肥胖。一項(xiàng)納入56例經(jīng)肝活檢確診NAFLD的橫斷面研究[41]發(fā)現(xiàn)，趨化素水平在BMI≥40 kg/m2、肝細(xì)胞氣球樣變、NASH患者中明顯升高，提示趨化素可能是肝脂肪變性、氣球樣變和NAFLD活動(dòng)評(píng)分的預(yù)測(cè)因子。另一項(xiàng)臨床研究[42]證實(shí)，與健康對(duì)照組相比，NAFLD患者血清趨化素水平升高，與NAFL相比，NASH患者血清趨化素水平顯著升高。且趨化素水平與HOMA-IR、NAFLD活動(dòng)評(píng)分、肝細(xì)胞氣球樣變性呈正相關(guān)。然而，趨化素在血清和肝臟中的水平存在不一致現(xiàn)象。Pohl等[43]發(fā)現(xiàn)NASH患者肝臟趨化素mRNA表達(dá)降低，進(jìn)一步體外培養(yǎng)LX-2細(xì)胞、HepG2細(xì)胞和人原代肝星狀細(xì)胞，采用基因芯片技術(shù)發(fā)現(xiàn)肝X受體(liver X receptor，LXR)激動(dòng)劑T0901317能夠降低LX-2細(xì)胞和HepG2細(xì)胞中趨化素蛋白表達(dá)，LXR在NAFLD患者中被激活，其內(nèi)源性激動(dòng)劑是膽固醇的氧化產(chǎn)物，后者會(huì)導(dǎo)致肝損傷。因此，LXR的高度激活可能是NASH患者肝臟趨化素mRNA低表達(dá)的原因。基礎(chǔ)研究[44]表明，外源性補(bǔ)充趨化素可減輕HFD誘導(dǎo)的NASH模型鼠肝臟氧化應(yīng)激，與過(guò)量趨化素通過(guò)CMKLR1受體促進(jìn)JAK2/STAT3磷酸化有關(guān)，提示外源性重組趨化素可能成為治療NASH的靶點(diǎn)。

4.2 白脂素 白脂素是WAT在空腹或禁食狀態(tài)下分泌的脂肪因子，通過(guò)血液循環(huán)到達(dá)靶器官對(duì)全身糖脂代謝產(chǎn)生影響。(1)白脂素是具有中樞作用的促食欲激素。循環(huán)中白脂素穿過(guò)血腦屏障并通過(guò)cAMP依賴性途徑直接激活促食欲神經(jīng)元，同時(shí)抑制下游阿片-促黑素細(xì)胞皮質(zhì)素原厭食神經(jīng)元，最終導(dǎo)致食欲增加和肥胖[45]。(2)白脂素調(diào)節(jié)外周組織葡萄糖代謝。白脂素上調(diào)骨骼肌肌管中4型葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白mRNA和蛋白質(zhì)表達(dá)，促進(jìn)骨骼肌對(duì)葡萄糖的攝取[46]；在禁食條件下白脂素通過(guò)與嗅覺(jué)受體734結(jié)合激活下游cAMP-PKA通路，促進(jìn)糖異生基因葡萄糖6磷酸酶和磷酸烯醇丙酮酸羧激酶1表達(dá)，刺激肝細(xì)胞釋放葡萄糖。給予白脂素抗體后能夠阻斷白脂素/嗅覺(jué)受體734對(duì)糖異生的促進(jìn)作用[47]。(3)白脂素能夠降低肝臟TG水平。Hekim等[48]給予Balb/C糖尿病模型小鼠腹腔注射不同濃度白脂素(1 μg/kg 或10 μg/kg 4次，間隔3天)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)發(fā)現(xiàn)高劑量白脂素明顯降低肝臟TG、膽固醇和低密度脂蛋白。此外，臨床研究[49]發(fā)現(xiàn)肥胖型NAFLD兒童及青少年血清白脂素明顯升高，且白脂素水平與BMI、腰臀比、空腹血糖、ALT呈正相關(guān)，是NAFLD發(fā)生的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。上述研究提示白脂素可能是預(yù)測(cè)NAFLD的新型生物標(biāo)志物。

4.3 鳶尾素 鳶尾素是由運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)產(chǎn)生的肌因子和脂肪因子，與NAFLD、肥胖等代謝性疾病密切相關(guān)。(1)鳶尾素促進(jìn)WAT褐變，減少WAT體積。一項(xiàng)來(lái)自人類供體內(nèi)臟WAT研究[50]顯示，鳶尾素增加內(nèi)臟脂肪細(xì)胞的線粒體能量代謝，增加皮下WAT中線粒體解偶聯(lián)蛋白1、PGC1α、PR結(jié)構(gòu)域蛋白16、跨膜蛋白26、白細(xì)胞分化抗原137 mRNA和蛋白表達(dá)，促進(jìn)WAT發(fā)生棕色化。Chen等[51]給予HFD喂養(yǎng)的C57BLKS/J小鼠腹腔注射鳶尾素(0.8 ng·g-1·d-1)持續(xù)14天，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)采用MRI測(cè)量WAT體積顯著減小，血糖、膽固醇水平明顯降低；多項(xiàng)研究[52-53]發(fā)現(xiàn)鳶尾素可能通過(guò)p62/Nrf2/HO-1通路、p38 MAPK通路、ERK通路促進(jìn)WAT棕色化。(2)鳶尾素變化趨勢(shì)對(duì)于預(yù)測(cè)NAFLD有重要意義。與對(duì)照組相比，NAFLD患者血清鳶尾素水平更高，且隨著脂肪變性和纖維化程度的增加而增加[54]。鳶尾素水平與我國(guó)肥胖患者的肝臟TG含量成負(fù)相關(guān)[55]。此外，在兒童隊(duì)列研究[56]中，鳶尾素水平與馬鈴糖蛋白樣磷脂酶蛋白3突變呈正相關(guān)，而馬鈴糖蛋白樣磷脂酶蛋白3是NAFLD發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的重要表觀遺傳學(xué)分子?；A(chǔ)實(shí)驗(yàn)[57]證實(shí)，鳶尾素治療能夠降低高碳水高脂肪飲食喂養(yǎng)大鼠的血糖、血脂水平，促進(jìn)PGC1α表達(dá)，提示鳶尾素可能成為治療NAFLD的新靶點(diǎn)。

5 小結(jié)與展望

綜上所述，肝因子和脂肪因子參與了肝脂代謝的多個(gè)環(huán)節(jié)，其血清水平與NAFLD進(jìn)展密切相關(guān)。在臨床研究中，由于NAFLD診斷方法、肝因子和脂肪因子檢測(cè)試劑盒、觀察指標(biāo)的差異，同類研究存在結(jié)果相矛盾現(xiàn)象；而基礎(chǔ)研究和臨床研究存在不統(tǒng)一現(xiàn)象，可能與外源性補(bǔ)充肝因子或脂肪因子的濃度與內(nèi)源性生理劑量之間的差異有關(guān)。因此需要多中心、跨學(xué)科的臨床研究探討肝因子、脂肪因子與NAFLD之間的相關(guān)性；同時(shí)需要進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)研究，更好模擬生理狀態(tài)下肝臟和脂肪組織之間的相互作用，并繼續(xù)闡述肝因子和脂肪因子在NAFLD中的關(guān)鍵靶點(diǎn)和通路，為臨床治療提供證據(jù)。

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：趙晨露負(fù)責(zé)撰寫(xiě)論文；尚東方、周鋮、石俊豪負(fù)責(zé)查閱、歸納文獻(xiàn)；趙文霞負(fù)責(zé)指導(dǎo)撰寫(xiě)，修改論文。