APP下载

非酒精性脂肪性肝病血清标志物研究进展*

2022-11-28田昊宇综述李异玲审校

实用肝脏病杂志 2022年2期
关键词:变性脂质纤维化

黄 蝶,田昊宇 综述,李异玲 审校

非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)指除外酒精、病毒感染及其他明确病因所致的以肝实质细胞脂肪变性和脂肪贮积为主要特征的临床病理综合征。NAFLD代表了一系列疾病,包括单纯性脂肪变性,非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepatitis,NASH)和肝硬化,甚至可能会发展为肝细胞癌[1-4]。目前,NAFLD的发病机制尚未完全了解清楚,胰岛素抵抗、高胰岛素血症、血浆游离脂肪酸升高、脂肪肝、肝细胞损伤、肝脏炎症、氧化应激、线粒体功能障碍、促炎性细胞因子失衡和纤维化是NAFLD的特征[5-8],并且NAFLD常常和肥胖、胰岛素抵抗、2型糖尿病、脂代谢紊乱、高血压等合并存在,使我国NAFLD 的发病率大大提高。所以,NAFLD相关的更多研究是必要而紧急的一项挑战。

1 NAFLD与MicroRNA(miRNA)

miRNA是长度约为22个核苷酸的小的非编码RNA,具有通过抑制信使RNA(mRNA)翻译或促进mRNA降解在转录后水平调节基因表达的能力[5]。在转录后水平上miRNA控制着许多互补的mRNA靶标,并且它们的失调在广泛的啮齿动物和人类病理性肝病(包括NAFLD)中具有很高的预后和预测价值[6]。目前尚不可能通过常规使用的血液和组织生物标志物来预测NAFLD结果,侵入性肝活检仍是诊断金标准。然而肝活检存在一定风险,并且不适合进行大规模筛查,因而循环miRNA已经成为用于肝病诊断和分期的有吸引力的候选分子[7]。

1.1 miR-34a 研究表明,与健康对照相比,NAFLD和慢性乙型肝炎患者的miR-34a血清表达水平有差异,并且miR-34a在NAFLD样品中的表达量增加了约2倍。与丙氨酸转氨酶和角蛋白-18(cytokeratin-18, CK-18)相比,循环中的miR-34a与肝脂肪变性和炎性活性具有中等相关性,并且显示出优越的NASH诊断能力。它不仅在NASH诊断中具有重要作用,而且具有良好的疾病特异性,这突出了其作为疾病严重程度生物标志物的潜在价值[8]。Torres等研究发现[9],绿茶(Green tea,GT)补充剂可通过改变脂质代谢,增加参与甘油三酸酯和脂肪酸分解代谢的基因表达以及减少摄取和脂质蓄积来防止NAFLD的发展,并且可防止全身性胰岛素抵抗改善肝胰岛素敏感性。GT补充剂可有效减少高脂饮食(high -fat diet,HFD)喂养小鼠肝脏中的脂质蓄积,与仅饲喂HFD的小鼠相比,补充了GT的小鼠的NAFLD活性得分较低,且可逆转HFD诱导的脂质分布变化,从而减少大泡脂肪变性、甘油三酯和胆固醇含量。此外,还观察到GT的补充可最大程度地减少HFD诱导的肝损伤,而GT改变肝脏代谢的潜在机制可能涉及对miR-34a的表观遗传调控,从而控制Sirt1/Ppara/Insig2靶基因的表达。但在NAFLD期间发生miR-34a调节的机制仍然未知。近来,环状RNA(circRNA)/ miRNA相互作用揭示了表观遗传调控的新层,但是靶向miRNA的circRNA在肝脂肪变性中仍然不确定[10]。研究[10]发现circRNA_0046367是miR-34a的内源性调节剂,是肝脏脂肪变性的基础,而且miR-34a是circRNA_0046367的唯一靶标。在转录和翻译水平,与非脂肪变性对照组(对照组)相比,患有肝细胞脂肪变性的NAFLD患者(脂肪变性组)的特征是肝circRNA_0046367显着下调,然而其肝脏组织中的miR-34a水平有统计学意义的升高。circRNA_0046367和miR-34a的不一致水平防止它们的互补相互作用并且最终促进miR-34a对PPARα(peroxisomeproliferator-activated receptor α,PPARα)的抑制作用,表明circRNA_0046367/miR-34a/PPARα与脂肪变性有关。一项研究[11]对广泛用于治疗高脂血症和高血糖症的绞股蓝(gynostemma pentaphylla,GP)进行研究,发现小鼠通过GP处理后可降低一些肝miRNA,例如miR-130a,miR-34a,miR-29a,miR-199a,其中miR-34a的表达与实验组相比变化了四倍以上。且GP可有效减少肝脂肪变性和保护肝细胞,这可能是通过调节肠道菌群和抑制miR-34a来实现的,但具体机制尚不清楚。

1.2 miR-122 miR-122是肝脏最丰富的miR,在肝脏脂肪代谢中具有重要作用。循环中的miRNA,尤其是miR-122,可能是具有准确性的NAFLD的有前途的诊断生物标志物[12]。通过NAFLD体内体外模型研究[13]发现miR-122表达升高且Sirt1(sirtuin 1)表达降低,miR-122通过与Sirt1的3’-UTR(untranslated region ,UTR)结合来抑制Sirt1因而进一步抑制LKB1(liver kinase B1,LKB1) / AMPK( AMP-activated protein kinase ,AMPK)信号传导途径,进而诱导NAFLD的脂肪变性和脂肪生成。因此,沉默miR-122可以通过直接上调肝细胞中的Sirt1来减轻脂质沉积,敲低miR-122可以重新激活LKB1 / AMPK轴,抑制脂质过度产生并减轻NAFLD的严重性。这表明miR-122是用于NAFLD诊断的潜在生物标志物,并且是未来NAFLD治疗的有吸引力的药物靶标。Naderi et al[14]发现miR-122在肝脂肪变性中上调。在临床样品中,miR-122鉴定出的靶标的蛋白质和RNA水平也被上调,有可能是对高水平miR-122的不成比例的反馈反应。结果表明miR-122的上调可触发肝硬脂病中LPIN1和CTDNEP1的代偿反应。miR-122过度表达可影响肝脏脂质代谢,但是其缺乏也对肝脏有损伤。Sendi[15]使用多细胞3D人肝类器官进行研究突出了miR-122抑制在肝脏炎症,脂肪纤维化和胰岛素信号传导异常中的作用,发现miR-122抑制导致肝类器官肝细胞死亡、肝纤维化、脂肪变性和胰岛素信号传导失调。由于大多数NAFLD患者具有一定程度的胰岛素抵抗,因此此研究结果突出了miR-122在胰岛素敏感性中的作用,这表明miR-122模拟物可以在这些患者中逆转肝脏炎症,脂肪变性和胰岛素抵抗中发挥有益作用。血清miR-122水平与NAFLD的发生发展密切相关,但其与NAFLD患者死亡率之间的关系仍不清楚。

1.3 miR-29 MicroRNA-29(miR-29)已显示在减轻肝损伤后的炎症和纤维化中起关键作用[16,17]。在高脂饮食(HFD)的小鼠发现miR-29a的过表达对促炎细胞因子IL-6和MCP-1以及脂肪酸转位酶CD36和PPARγ具有抑制作用,这与脂质代谢的调节有关。miR-29a的过表达不仅减轻了HFD诱导的体重增加,而且减轻了小鼠的皮下,内脏和肠内脂肪蓄积和肝细胞脂肪变性及纤维化,这强调了miR-29a在调节NAFLD中的作用[17]。Yang[18]用蛋氨酸-胆碱缺乏(methionine-choline-deficient,MCD)饮食诱导的NASH小鼠实验发现miR-29a的过表达显著减轻了MCD饮食引起的体重减轻、脂肪变性、纤维化和损伤,并降低了小鼠的天冬氨酸转氨酶水平。同时miR-29a信号转导的增加还导致肝脏组织内与脂质代谢相关的DNA甲基转移酶3b(DNMT3b),TGF-β,IL-6,血红素加氧酶-1,p-SMAD3,PI3K和L3BII表达下调。总体而言,此研究表明miR-29a功能的获得对MCD饮食诱导的NASH具有保护作用。另外,Liu[19]还发现miR-29a可能是肝胆固醇稳态的重要调节剂,其通过研究MCD饮食的小鼠发现miR-29a的表达水平与MCD饮食小鼠模型体内和体外2种脂肪变性肝细胞模型(SMMC-7721和HL-7702细胞)中的3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGCR)表达水平呈负相关,而HMGCR是肝脏中胆固醇合成的限速酶。同时发现Dicer1缺乏时肝胆固醇增加。Dicer1是miRNA成熟必不可少的酶,其缺乏症导致的miRNA丢失在很大程度上促进了许多疾病的发展,包括脂质失调,这对于非酒精性脂肪性肝炎(NASH)的发展至关重要。该研究表明Dicer1/miR-29/HMGCR轴有助于小鼠NASH中肝游离胆固醇的积累。但HMGCR与Dicer1缺乏症之间的关系还需进一步探索。因此,miR-29a可用作治疗非酒精性脂肪性肝病以及与FC蓄积有关的其他肝病的潜在治疗靶标。

1.4 miR-21 从脂肪变性到NASH,NAFLD患者肝脏中miR-21的表达水平显著增加,miR-21的抑制和法尼醇X受体(FXR)活化可改善肝脏脂肪变性、炎症及纤维化。miR-21/PPARα轴可能在NAFLD和NASH的发生发展中发挥重要作用[20]。经典的WNT /β-catenin信号传导途径已被认为是脂肪分化的关键调节剂,并发挥抗脂质形成和抗炎作用,而非经典的WNT信号通路会促进脂肪形成,脂质堆积和炎症,因此WNT信号通路的失衡与NAFLD密切相关[21]。当经典的WNT/β-catenin信号通路被激活时,β-catenin抑制了CCAAT增强子结合蛋白α(C/EBP-α)和过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPAR-γ)的表达。研究表明抑制miR-21的表达通过靶向低密度脂蛋白相关受体6(LRP6)激活WNT/β-catenin信号通路来缓解NAFLD。通过对miRNA-21的抑制或抑制作用恢复PPARα的表达,可减少NASH肝损伤,炎症和纤维化[22]。然而,有人发现随着NAFLD病情加重,胰岛素抵抗和糖尿病诱导的NAFLD组小鼠肝脏miR-21表达水平进一步下降。下调的miR-21表达水平与上调的过氧化物酶增殖物激活的受体亚型(PPAR-γ和PPAR-α)和脂肪细胞脂肪酸结合蛋白基因表达呈负相关。胰岛素抵抗和糖尿病诱导的NAFLD小鼠中miR-21表达下调,而这可能通过调节PPAR亚型的表达参与NAFLD的发病。对miR-21的研究存在差异,未来需更多的研究来证实其在NAFLD中的调控作用。

1.5 miR-155 miR-155的靶基因C/EBP-α,C/EBP-β和PPAR-γ这三个转录因子在促进脂肪形成中起着至关重要的作用。抑制miR-155的表达,可使脂肪组织和NAFLD中三个转录因子上调,从而参与NAFLD的发生发展。miR-155在动脉粥样硬化中显着上调,而在其他高脂血症相关疾病(NAFLD,肥胖症和II型糖尿病)中则下降,其促进主动脉内皮细胞激活和动脉粥样硬化形成,但抑制白色脂肪组织的发展和NAFLD的发病机理。因而miR-155对NAFLD具有保护作用,它的缺乏症会导致肥胖,但不会引起胰岛素抵抗和葡萄糖耐受不良。另外,miR-155抑制高脂饮食引起的血浆脂肪因子瘦素、抵抗素水平,而miR-155敲除的白色脂肪组织中抵抗素的表达增加可能是继发性发炎状态在代谢健康肥胖向经典性肥胖过渡中的驱动因素,这与肥胖,NAFLD和无胰岛素抵抗的高胰岛素血症,以及动脉粥样硬化的减少可能有密切关系。

1.6 miR-33 固醇调节元件结合蛋白(sterol-regulatory element binding protein,SREBP)是参与胆固醇/脂质生物合成和运输的基因的主要调节剂,有SREBP-1和SREBP-2两型。miR-33a/b分别位于编码SREBP-2和SREBP-1转录因子的基因的内含子中,可抑制胆固醇转运蛋白的表达(ATP binding cassette transporters A1,ABCA1和ATP binding cassette transporters G1,ABCG1),所以miR-33是胆固醇/脂质的关键调节剂。研究发现在肥胖人群中,miR-33b表达在非酒精性脂肪性肝炎(NASH)中升高。miR-33b基因表达与脂蛋白分泌相关基因(SREBP2和ABCG1)和脂质氧化相关基因(carnitineO-octanoyltransferase,CROT)的mRNA表达正相关。同时还发现miR-33a的肝表达与PPARα呈正相关,但与ABCG1和CROT之间呈负相关。

1.7 miR-16 研究表明,NAFLD和CHB患者的miR-16血清表达差异。循环miR-16与肝纤维化表现出良好的相关性,但其显示在诊断NASH中明显的纤维化方面性能有限,且区分NAFLD中明显的纤维化方面比FIB-4和APRI稍差[7]。

miRNA是具有调控功能的内源性非编码RNA,它与NAFLD的脂质代谢、胰岛素抵抗、炎症反应、细胞凋亡、纤维化等环节关系密切。血清miR-34a,-192,-27b,-122,-22,-21,-197,-30c和- 16与NAFLD严重程度相关。此外,与药物性肝损伤患者相比,miR-192,-27b,-22,-197和-30c对NAFLD表现出特异性。总之,经过验证的循环microRNA具有比常规血清标志物更好的诊断潜力,可以识别NASH患者,并且可以补充和改善当前的纤维化预测算法[28],对于NAFLD的诊断和治疗具有重要作用。

2 NAFLD与preptin

Preptin是新近研究发现的一种34个氨基酸的肽,是胰岛素原生长因子II(pro-IGF-II)的衍生物,由胰岛β细胞分泌,被认为是胰岛素分泌的生理增强剂。迄今为止的研究结果表明,由肥胖,2型糖尿病,多囊卵巢综合征,非酒精性脂肪肝或心血管疾病等代谢综合征引起的疾病伴随着这些肽浓度的显着变化。研究发现NAFLD 患者血清preptin水平显著升高,且preptin水平随着脂肪肝程度的加重而升高,说明preptin水平与脂肪肝严重程度相关。而preptin可能通过影响胰岛素抵抗参与 NAFLD 的发病机制,其在NAFLD中的作用及其具体机制值得进一步深入研究,将有助于发掘临床诊治 NAFLD 的可能靶点。

3 NAFLD与瘦素

瘦素主要由脂肪细胞分泌的脂肪因子,在脂肪营养不良的患者中显着减少。瘦素不仅对中枢神经系统具有重要作用,包括诱导能量消耗和饱腹感,而且在激活免疫细胞和调节炎症反应时也具有重要意义。研究发现瘦素可诱导前脂肪细胞和脂肪细胞中的细胞内信号传导,从而促进脂肪生成和调节炎症介质的分泌。研究数据表明血清瘦素水平与NAFLD的严重程度有关,尤其是在经典NAFLD患者中,且瘦素水平也与胰岛素抵抗稳态模型评估(HOMA-IR)呈正相关。瘦素在NAFLD中起到一定作用,未来对其进一步研究有价值,可能成为治疗 NAFLD的潜在靶点。

4 NAFLD与脂联素

脂联素(APN)是由脂肪细胞产生的一种激素,在血浆中以三种不同的基本寡聚复合物形式存在:同三聚体低分子量APN,六聚体中分子量APN,和12-18 protomer高分子量APN。Lian发现在NAFLD患者中观察到总高、中、低分子量APN水平降低,高分子量和中分子量APN可能分别与肝功能和脂质代谢密切相关,可能在NAFLD的发病机理和进程中起重要作用,所以可以被认为是NAFLD的潜在新治疗方法。除了对脂联素本身研究,其受体也可能对NAFLD产生影响。有研究表明适度摄入发酵酒精饮料,例如啤酒,至少会通过与肝脏脂联素受体1(AdipoR1)表达相关的机制来减弱NAFLD的发育。在儿童NAFLD中,Gulsah et al研究发现患有NAFLD的肥胖儿童的可溶性AdipoR2水平高于没有NAFLD的肥胖儿童,血浆中可溶性AdipoR2的高水平作为一种非侵入性标志物可能被用作诊断儿童NAFLD。然而,该研究有一定局限性,未来需要更多更广泛研究探索可溶性AdipoR2水平在NAFLD中重要作用。

5 NAFLD与CK-18

CK-18是肝细胞中大量存在的主要中间丝蛋白,占肝脏蛋白的5%,且是肝细胞凋亡的标志。一项荟萃分析表明血清CK-18和成纤维细胞生长因子21(FGF-21)的水平上调与NASH风险增加相关,可用于诊断NAFLD,尤其是NASH。重要的是,与单一使用相比,两者组合比能提高准确性,并具有最高的灵敏度和特异性,可能被用作NASH的准确诊断工具。研究发现血清CK-18水平与纤维化、炎症、脂肪变性、马洛氏体和非酒精性脂肪肝疾病活动评分(NAS)相关。在研究人群中,平均血清CK-18水平随NAS值的升高而升高,它已是NAFLD频谱内NAS≥5的一种非侵入性,简单且可靠的生物标志物。因而,CK-18在NAFLD进展及治疗效果中具有重要作用。有研究证实NASH组CK-18(M30和M56)水平高于单纯性脂肪变性[7]。除此之外,血清CK-18和血清ALT之间发现呈显着正相关,而血清AST与CK18无显着相关性,这与Alt等研究发现血清CK-18和血清AST之间有相关相矛盾。未来需更多研究证明CK-18的重要作用,或许该蛋白可以用作诊断性生物标志物以及将来疾病进展的标志物。

猜你喜欢

变性脂质纤维化
脂质组学在心脑血管疾病研究中的应用及对中医药研究的启示*
线粒体自噬在纤维化疾病中作用的研究进展
炎性及心肌纤维化相关标志物在心力衰竭中的研究进展
肝纤维化无创诊断研究进展
恩替卡韦联合安络化纤丸治疗慢性乙型肝炎肝纤维化的研究
芒果皮泡水喝可降血脂
医药脂质纳米材料技术
中年发福或与脂质周转有关
征兵“惊艳”
“变男变女”