基于SIRT1靶點的非酒精性脂肪肝研究進展

唐外姣(綜述)，周本杰(審校)

(南方醫科大學珠江醫院藥學部，廣州510282)

脂肪肝是肝臟對各種代謝異常改變而產生應激反應所引起的肝實質細胞脂肪變化。病理學上將脂肪肝分成單純脂肪變性、脂肪性肝炎、脂肪性肝纖維化以及脂肪性肝硬化等四個階段。按其病因又可分為酒精性脂肪肝和非酒精性脂肪肝(non-alcoholic steatohepatitis，NASH)。NASH的主要發病機制至今尚未完全明確，目前許多理論都停留在假說的階段，其中以“二次打擊假說”最具有說服力。目前發現沉默信息調節因子 1(silent information regulator 1，SIRT1)可以調控人體中胰島素抵抗(insulin resistance，IR)和抗氧化應激的過程。

1 NASH的病因與發病機制

NASH病程進展緩慢，通常被稱為是一種可以逆轉，預后良好的肝臟病變。它必須通過非酒精性肝炎才會發展致肝纖維化、肝硬化。目前，NASH是歐洲最常見的慢性肝臟疾病，幾乎1/3的不同種群都有脂肪性病變［1］。在我國，隨著人們生活方式、飲食結構的改變以及肥胖人口的增加，NASH也隨著肥胖、2型糖尿病等代謝相關疾病的增加引起人們的重視。NASH在臨床上又分為原發性和繼發性，前者主要與肥胖有關，后者則與很多危險因素如糖尿病、高脂血癥、空腸回腸短路手術、靜脈高能營養、體質量驟減等有關［2-4］。NASH的主要發病機制至今尚未完全明確，目前許多理論都停留在假說階段，其中以“二次打擊假說”最具有說服力。該學說認為IR導致肝臟脂肪沉積成為NASH發病過程中的第一次打擊，而在肝臟脂肪沉積基礎上所發生的氧應激和脂質過氧化損傷則形成第二次打擊，并最終導致NASH 的發生［5］。目前，對NASH形成機制的研究熱點主要集中在以下幾個方面。

1.1 IR 大量研究證明NASH的發病機制與IR有關，NASH的發生是與IR并存的［6］。IR 與肝臟脂肪堆積有關，IR可減弱胰島素對脂肪代謝的調節作用，使脂肪組織分解釋放游離脂肪酸增多，而脂肪酸可直接經門靜脈排至肝臟，在肝細胞內堆積，增多的脂肪酸又可通過抑制胰島素的信號轉導和減少胰島素的清除而加重IR，線粒體脂肪酸氧化、核因子 κB(nuclear factor-kappa B，NF-κB)炎性細胞因子的表達和脂肪細胞因子導致的氧化應激均有可能是導致第二次打擊，這些導致了肝細胞受損、發炎和纖維化［7］。

1.2 肝臟脂質代謝障礙 肝臟脂質代謝穩態的變化是構成各種類型脂肪肝的基礎，肝細胞對脂肪酸的攝取多于分泌，從而促使脂肪酸在肝內積聚:①肝臟攝取脂肪酸增加;②脂肪酸的內源性增加;③由于線粒體β-氧化障礙，使脂肪酸代謝降低并轉為其他代謝。④脂肪酸與載脂蛋白B結合而以極低密度脂蛋白的形式從肝細胞分泌排出［3］。

1.3 細胞因子的作用 ①腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)和一氧化氮是肝細胞壞死凋亡的誘發因子。脂肪肝尤其是重癥脂肪肝時常繼發內毒素血癥，內毒素可使庫普弗細胞釋放TNF-α和一氧化氮，誘發肝細胞壞死與凋亡。同時，TNF-α與細胞過氧化物酶體增殖物激活受體α結合，增加細胞內活性氧簇(reactive oxygen species，ROS)形成，誘導細胞死亡，引起一系列與脂質代謝有關的蛋白質和酶基因的轉錄水平降低，促使脂肪肝發展。②轉化生長因子β1可促使膠原合成因子在全身各臟器尤其是肝臟纖維化疾病中起作用，而乙醇、乙醛等可增加庫普弗細胞和肝星形細胞分泌轉化生長因子。研究表明，在實驗性大鼠酒精性模型中肝細胞內轉化生長因子β1等細胞因子明顯增加，與血清中的轉化生長因子β1升高水平相當［8］。

1.4 氧應激和脂質過氧化反應 氧應激狀態指來自分子的游離基或ROS產生及其代謝物平衡被打破或解毒功能下降，即促氧化物與抗氧化物之間的動態平衡失調［3］。氧應激可引起細胞內ATP衰竭和谷胱甘肽水平下降等一系列改變，最終導致肝細胞死亡。ROS除直接造成肝損傷外，還可與膜磷脂的多不飽和脂肪酸起過氧化反應或脂質過氧化，而過氧化脂質不僅使內源性ROS增加、毒性增加，還可抑制抗氧化等，增加外源性過氧化物毒害的敏感性，從而導致肝損害及脂肪肝［8］。

1.5 環境及遺傳因素 飲食、鍛煉情況、生活習慣、腸道菌群紊亂及內外毒素等因素可能在NASH的發生、發展中起一定作用［9］。Sreekumar等［10］的研究表明，在肝硬化階段NASH有16種基因異于常人，在維持線粒體的功能方面超氧化物歧化酶、乙醛還原酶、輔酶A等表達不足，而過度表達的基因(如C3等)可能與胰島素敏感性受損有關。郭艷梅等［11］測定并對照分析細胞色素P4502E1基因多態性，結果NASH與正常組和非脂肪肝組相比明顯升高，但與酒精性肝病無明顯差別，而在NASH中肝炎和肝硬化的差異也有統計學意義，從而認為NASH與CYP2E1酶基因多態性有關。這方面的研究正在深入，如載脂蛋白E3的基因型也被認為在NASH的發病中有一定作用［12］。

2 NASH的常用治療方法

由于發病機制不明確，當前尚無一種特異性的NASH治療手段或藥物。現階段對NASH的治療方法主要有以下幾種。

2.1 控制體質量 體質量過重和肥胖是NASH最常見的危險因素，并且肥胖還可誘發IR和加重內毒素對肝臟的損傷。因此，減肥是肥胖性脂肪肝的常規治療措施。但需要注意的是體質量減輕過快反而會加重脂肪肝門脈區炎癥、纖維化及膽汁淤積程度。目前推薦的理想減重速度為每周0.5～1 kg，循序漸進，盡可能把體質量控制在標準范圍內［13］。

2.2 藥物治療 目前臨床用于NASH治療的藥物包括以下幾類:胰島素增敏劑(雙胍類、噻唑烷二酮類)、調血脂藥物類(羥甲基戊二酰輔酶A還原酶抑制劑)、抗氧化劑(維生素C及維生素E)、肝細胞保護劑(熊去氧膽酸、谷胱甘肽及多稀磷脂)、細胞因子(抗TNF-α及己酮可可堿)等。肝組織學病變的緩解程度是評價NASH藥物療效的金標準。盡管上述藥物均能不同程度地改善血清肝酶等指標的異常程度，但大樣本的薈萃分析發現，大部分藥物均不能有效緩解肝組織學炎癥病變程度［14］。

2.3 肝臟移植術 肝移植可延長患者生命，常是NASH終末期的選擇。但此項治療費用較昂，且移植肝仍會復發NASH，且很快從單純性脂肪變性進展為脂肪性肝炎，表明肝移植并不能治愈潛在的代謝紊亂。因此，也不是治療NASH的最佳方法［15］。

3 SIRT1與NASH的關系

3.1 SIRT1及其主要生物學功能 SIRT1是NAD+(煙酰胺腺嘌呤二核苷酸根)依賴的蛋白去乙酰化酶，SIRT1屬于Sirtuin家族，最初定義為NAD+依賴的去乙酰化酶家族，可使多種蛋白質的賴氨酸殘基發生去乙酰化。Sirtuin是一類進化上高度保守的蛋白質，參與了細胞內多種生物學事件的發生，尤其是在細胞生存、壽命和物質代謝中具有重要作用［16］。SIRT1也參與調節葡萄糖內環境穩定和胰島素分泌。越來越多的證據表明，SIRT1表達下降或活性改變可能與IR相關性疾病的發病相關［17］。

3.2 SIRT1防治NASH的可能機制

3.2.1 改善胰島素敏感性 從NASH現有治療方法來看，控制體質量即對機體進行能量限制是非常重要的治療手段。研究表明，SIRT1能量限制在大鼠脂肪、大腦、腎臟和肝臟中高表達，血清中胰島素和胰島素樣生長因子降低［18］。能量限制引起的與SIRT1相關的改變主要包括胰島素敏感性增加和相應血糖、胰島素水平降低［19］。酪氨酸蛋白磷酸酶(家族成員酪氨酸蛋白磷酸酶1B)可通過磷酸化抑制胰島素受體阻斷胰島素信號的正常傳遞，是造成外周及肝內IR的重要分子。研究資料證實，SIRT1能在染色質水平抑制酪氨酸蛋白磷酸酶1B，從而改善胰島素的敏感性［20］。此外，已有研究結果顯示，SRT1720、SRT2104和SRT2183等SIRT1的小分子激動劑可以產生與能量限制和加強鍛煉的同等效應，改善胰島素的敏感性，降低葡萄糖濃度并增強線粒體功能。大鼠高胰島素血癥的血糖鉗夾實驗顯示，小分子SIRT1激動劑能改善全身血糖的內環境平衡和脂肪組織、骨骼肌、肝臟的胰島素敏感性。除增加葡萄糖攝取、促進胰島素信號轉導和減少胰島素受體的底物1的絲氨酸磷酸化外，還能減輕TNF-α引起的 IR［21］。

3.2.2 改善肝臟脂質代謝 肝臟是脂肪酸代謝的主要器官，脂肪酸的攝取、合成與氧化、分泌的平衡是維持肝內正常脂質含量的重要機制，脂肪酸的來源增加及清除減少是造成肝內脂質堆積的主要原因。肝臟內葡萄糖可以誘導脂肪形成相關基因的表達(如脂肪酸合成酶)，它是葡萄糖從頭合成脂肪酸的關鍵酶，可使游離脂肪酸生成三酰甘油增加［22］。葡萄糖會使乙酰輔酶A羧化酶表達增加，它不僅促進脂肪酸的合成增加，還抑制脂肪酸氧化。研究表明，SIRT1激動劑白藜蘆醇、人工合成的S17834能通過增強SIRT1脫乙酰基酶的活性，促進其下游絲氨酸-蘇氨酸激酶11和磷酸腺苷活化的蛋白激酶的表達，進而抑制脂肪酸合成酶和葡萄糖會使乙酰輔酶A羧化酶的表達，最終改善小鼠肝臟的脂肪沉積［23］。過氧化物酶體增殖物激活受體γ輔激活因子1α是肝臟脂質代謝的重要調節分子，過氧化物酶體增殖物激活受體γ輔激活因子1α剔除小鼠禁食后肝臟內明顯脂質堆積，SIRT1則能通過氧化物酶體增殖物激活受體γ輔激活因子1α途徑，促進肝臟線粒體脂質的代謝，從而減少肝臟內的脂質［23］。

3.2.3 抗氧化應激 脂肪酸氧化異常產生的過量ROS是造成NASH氧化應激損傷的主要根源，而早期電子在呼吸鏈上的堆積是形成ROS的重要原因。動物實驗發現，NASH肝內線粒體數量減少、功能下降，能量限制則通過增加線粒體的生成改善肝臟的氧化應激損傷。因此，有學者提出促線粒體生成可作為減緩氧化應激損傷的策略之一。抗氧化酶是細胞清除過剩ROS的重要途徑。氧化應激損傷既可來自ROS的過量產生，也可由抗氧化機制的下調所致。研究發現，NASH肝內抗氧化酶谷胱甘肽的表達明顯下降，脂質過氧化產物丙二醛和4-羥基壬烯醛明顯增加，提示抗氧化機制的缺陷是造成NASH氧化應激損傷的重要原因。研究資料證實，SIRTl激動劑能增加肝內線粒體的生成，并促進肝內抗氧化酶錳超氧化物歧化酶的表達，從而提高NASH抗氧化應激能力［24］。

3.2.4 抗炎 食物中的脂質可以通過Toll樣受體4激活NF-κB，NF-κB又促進主要促炎因子白細胞介素6、TNF等的表達。長期的高脂飲食和由此導致的肥胖可以通過上述途徑誘發炎性反應，導致肝內的促炎因子量顯著增加，最終引起NASH。多個研究證實，SIRT1能從不同水平抑制NF-κB的活性，進而減輕細胞的炎性反應，其激動劑白藜蘆醇能抑制TNF-α誘導NF-κB抑制蛋白的激活，減緩NF-κB抑制蛋白的降解，阻斷NF-κB活化。SIRT1還可將p65亞基第310位的賴氨酸去乙酰化抑制NF-κB，從而減輕其誘導的炎性反應。同時，由于ROS是NF-κB重要的激活劑，因此SIRTI通過降低細胞內ROS水平也可減弱 NF-κB 的激活程度［25］。

4 結語

NASH在人群中十分常見，以IR和氧化應激為主體的“二次打擊”學說是當前解釋其發病機制的主要理論依據。通過對NASH發病機制的研究，可以發現SIRT1在對NASH的防治過程中是一個很重要的切入點。SIRT1因為其具有改善機體的胰島素敏感性、改善肝臟脂質代謝、抗氧化應激及抗炎等作用，而成為研究防治NASH的熱點。因此，完全可以基于SIRT1這一重要靶點來尋找開發新一代的NASH防治新藥。

［1］Browning JD，Szczepaniak LS，Dobbins R，et al.Prevalence of hepatic steatosis in an urban population in the United States:impact of ethnicity［J］.Hepatology，2004(40):1387-1395.

［2］孫大裕.脂肪肝動物模型的研究進展［J］.中華消化雜志，2002，22(5):305-306.

［3］王家瓏.非酒精性脂肪性肝炎病理病因和發病機制［J］.中華消化雜志，2002，22(6):360-361.

［4］范建高.非酒精性脂肪肝的臨床流行研究［J］.中華消化雜志，2002，22(2):106-107.

［5］Day CP，James OF.Steatohepatitis:a tale of two"hits"?［J］.Gastroenterology，1998，114(4):842-845.

［6］王倩，管小琴.非酒精性脂肪肝病與胰島素抵抗［J］.中國臨床康復，2006，10(36):149-151.

［7］Neuschwander-Tetri BA.Nonalcoholic steatohepatitis and the metabolic syndrome［J］.Am J Med Sci，2005(330):326-335.

［8］曹民德.脂肪肝發病機制及其“二次打擊”假設［J］.中華消化雜志，2002，22(3):167.

［9］Duvnjak M，Lerotic I，BarsiN，et al.Pathogenesis and management issues for non-alcoholic fatty liver disease［J］.World J Gastroenterol，2007，13(34):4539-4550.

［10］Sreekumar R，Rosado B，Rasmussen D，et al.Hepatic gene expression in histologically progressive nonalcoholic steatohepatitis［J］.Hepatology，2003，38(1):244-251.

［11］郭艷梅，王沁，祁志.細胞色素P4502E1酶與非酒精性脂肪肝的關系［J］.世界華人消化雜志，2007，15(16):1825-1829.

［12］Sazci A，Akpinar G，Aygun C，et al.Association of apolipoprotein E polymorphisms in patients with nonalcoholic steatohepatitis［J］.Dig Dis Sci，2008，53(12):3218-3224.

［13］Poordad FF.Therapeutic strategies in nonalcoholic fatty liver disorders［J］.Expert Opin Emerg Drugs，2005，10(2):237-239.

［14］Lirnssi F，Mastropasqua E，Orando S，et al.Probiotics for non-alcoholic fatty liver disease and/or steatohepatitis［J］.Cochrane Database Syst Rev，2007(1):CD005165.

［15］敬曉琴.非酒精性脂肪肝的研究進展［J］.胃腸病學和肝病學雜志，2008，17(6):512.

［16］Yamamoto H，Schoonjans K，Auwerx J.Sirtuin functions in health and disease［J］.Mol Endocrinol，2007，21(8):1745-1755.

［17］李莉萍，曾衛民，郭明日.SIRT1的生物學功能及其在胰島素抵抗中的作用［J］.生命科學研究，2010，14(4):373.

［18］陳厚早，張祝琴，韋玉生，等.去乙酰化酶SIRT1的研究進展［J］.中國醫學科學院學報，2007，29(13):442-446.

［19］Bordone L，Mottam MC，Picard F，et al.Sirt1 regulates insulin secretion by repressing UCP2 in pancreatic beta cells［J］.PLoS Biol，2006，4(2):e31.

［20］Rodgers JT，Puigserver P.Fasting-dependent glucose and lipid metabolic response through hepatic sirtuin 1［J］.Proc Natl Acad Sci U S A，2007，104(31):12861-12866.

［21］喬偉，孫情，馮樂平.SIRT1基因調控與胰島素抵抗的關系研究進展［J］.中國老年學雜志，2010，30(13):1926.

［22］Postic C，Dentin R，Girard R，et al.Role of the liver in the control of carbohydrate and lipid homeostasis［J］.Diabetes Metab，2004，30(5):398-408.

［23］王軍，陳東風.Sirt1與非酒精性脂肪性肝病關系的研究進展［J］.重慶醫學，2009，38(4):425-426.

［24］Li M，Chin JF，Mossman BT，et al.Down-regulation of manganesesuperoxide dismutase through phosphorylation of FOXO3a by Akt in explanted vascular smooth muscle cells from old rats［J］.J Biol Chem，2006，28(l):40429-40439.

［25］馮怡燕，李海.SIRT1——有前景的非酒精性脂肪性肝炎藥物治療靶點［J］.中華肝臟病雜志，2008，16(12):959.