S-腺苷蛋氨酸在肝臟疾病發生發展中作用的研究進展

李昱江，諸葛宇征

(南京市鼓樓醫院消化科，江蘇南京 210008)

S-腺苷蛋氨酸(S-Adenosylmethionine，SAMe)由Cantoni在1951年發現［1］，至今已經有許多年。通過這些年的研究，人們對SAMe的合成與代謝及其生物學功能都有了比較全面的了解，而對SAMe在肝臟疾病中作用的研究也取得了較大的進展。本文將對S-腺苷蛋氨酸生物學功能及其在肝臟疾病發生發展中作用的研究進行綜述。

1 SAMe的合成與代謝

在哺乳動物體內，SAMe由三磷酸腺苷(ATP)與蛋氨酸在蛋氨酸腺苷轉移酶(methionine adenosyltransferase，MAT)的作用下生成［2］。目前已知的哺乳動物有3種MAT:MATⅠ，MATⅡ，MATⅢ。MATⅠ和MATⅢ是MATlA的基因產物，表達于成熟肝細胞中，而MATⅡ是MAT2A的基因產物，在肝癌細胞及未分化成熟肝臟組織中表達［3］。由此可見，在哺乳動物肝臟中SAMe的合成主要需要MATⅠ/Ⅲ的輔助作用。SAMe的藥理作用主要通過甘氨酸-N-甲基轉移酶(GNMT)來完成。GNMT是肝臟中含量最高的甲基轉移酶，是蛋氨酸代謝的一個重要因素，SAMe在GNMT的作用下生成S-腺苷同型半胱氨酸(SAH)，最終生成谷胱甘肽等一系列重要的分子，參與體內眾多的生物學反應。研究發現，在GNMT缺乏時血漿中的SAMe會有數倍的增高。Wang等［4］的研究表明GNMT能夠增加葉酸的水平，并能夠增加葉酸依賴的SAH的表達，但其機制尚未明確。

2 SAMe的生物學功能

人體內大約85%的甲基化反應及50%的蛋氨酸代謝在肝臟中進行，由此可見肝臟是SAMe最重要的產生和利用的器官［5］。SAMe參與著體內眾多的生化反應，目前已知SAMe具有轉甲基、轉硫基、轉丙胺基等作用，也是半胱氨酸、牛磺酸、谷胱甘肽(glutathione，GSH)、輔酶A等重要物質的前體或作用底物。其主要生物學作用包括:(1)SAMe是體內最重要的甲基供體，目前已發現至少有35種甲基轉移反應需要SAMe提供甲基，如對細胞膜磷脂的甲基化作用有利于恢復膜的流動性及鈉泵、Na+-H+轉運活性及膽汁的排泄。通過甲基化作用滅活兒茶酚胺及雌激素，阻止雌激素對膽汁、膽鹽成分的不良影響，恢復肝Na+-K+-ATP酶活性。(2)SAMe能夠通過轉硫基作用生成高半胱氨酸，隨后分解代謝生成半胱氨酸，再生成GSH，GSH是生物體內重要的抗氧化及解毒物質，能夠促使膽汁酸經硫酸化途徑轉化，改善膽汁酸代謝系統的解毒功能。(3)SAMe通過轉丙胺基反應產生的多聚胺則是合成多種生物活性物質的重要元素。SAMe作為一種有效的治療肝內膽汁淤積的藥物，其臨床功效已經得到驗證［6］。

2.1 SAMe在肝炎中的作用

近年來的研究表明SAMe在肝炎中療效也很顯著。王厚安等［6］將92例慢性乙型肝炎高度黃疸患者隨機分為兩組，治療組47例，對照組45例，在使用甘草酸二銨、還原型GSH及促肝細胞生長素治療基礎上，治療組應用SAMe，對照組加用門冬氨酸鉀鎂治療，療程4周。結果提示治療組對慢性乙型肝炎高度黃疸的療效優于對照組，提示SAMe治療慢性乙型肝炎高度黃疸療效較好。張學軍等［7］對98例慢性重型肝炎患者在綜合治療的基礎上，隨機分為治療組和對照組，各49例，治療組應用 SAMe，對照組則未加用SAMe治療，對兩組患者進行對照分析，結果發現治療組臨床癥狀、肝功能改善明顯，隨訪5年，治療組療效明顯高于對照組。提示SAMe對慢性重型肝炎有較好的治療作用。其機制可能與SAMe可以明顯增強肝臟GSH水平，明顯增強谷氨酰半胱胺合成酶(GCS)、谷胱甘肽還原酶(GSSG-R)和谷胱甘肽轉移酶(GSH-ST)活性，降低谷胱甘肽過氧化酶(GSH-T)活性有關。SAMe可顯著增強肝細胞活力，促進受損的肝細胞修復，并可以使膽汁分泌增多，屬于分泌性利膽藥［8］。

2.2 SAMe抑制肝纖維化形成的作用

近些年，有關SAMe在肝癌和肝纖維化/肝硬化發生、發展等方面的研究取得了顯著的進展，引起越來越多的關注。肝纖維化是肝臟對各種慢性刺激或損害因素的一種損傷愈合反應，它的特征是以Ⅰ型膠原蛋白為主的細胞外基質(extracellular matrix，ECM)在肝臟內大量過度沉積［9］。而ECM的最直接來源是肌成纖維樣細胞(myofibroblast-like cell，MFB)，在肝臟受到各種慢性刺激或損害時，肝臟中原本處于靜止狀態的肝星狀細胞(hepatic stellate cell，HSC)受刺激被激活轉變成MFB，這也是肝臟中MFB的主要產生途徑，因此HSC也被認為是肝纖維化的中心環節［10-11］。

Karaa等［12］通過對成年大鼠分別飲用乙醇和乙醇聯合脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)建立大鼠慢性肝損傷動物模型，分為5組:C組為單純 LDC(Lieber-DeCarli)液體飲食，S組為LDC液體飲食的同時每日腹腔注射SAMe，E組為乙醇聯合LDC液體飲食，EL組為在乙醇聯合LDC液體飲食的同時每周兩次腹腔注射LPS，ELS組為在乙醇聯合LDC液體飲食的同時每周兩次腹腔注射LPS和每日一次腹腔注射SAMe，處理8周后，通過顯微鏡及免疫熒光觀察肝組織發現ELS組較EL及E組肝損傷明顯減輕，通過免疫印跡法檢測肝組織中Ⅰ型膠原蛋白和α-SMA也發現ELS組顯著低于EL及E組，因此研究者認為SAMe對于肝損害有保護作用，且能夠降低Ⅰ型膠原蛋白的表達。Kyle等［13］從雄性SD大鼠中分離出原代HSC細胞，培養13～15 d后使其活化，當在培養液中給予一定濃度SAMe后，原代培養的HSC活化受到抑制，細胞內膠原蛋白較對照組降低，在一定范圍內隨著SAMe濃度增加，HSC內Ⅰ型膠原蛋白降低越明顯。Matsui等［14］也發現SAMe對原代培養的血小板衍生的生長因子-BB(platelet-derived growth factor-BB，PDGF-BB)刺激的HSC增殖有明顯的抑制作用。我們的實驗結果也表明SAMe能夠抑制HSC的增殖、促進其凋亡，并能夠阻滯人源LX-2型HSC細胞株于S期。

以上體內和體外研究提示，SAMe可能具有預防或治療肝纖維化的作用，但人們對其抑制肝纖維化的分子機制依然缺乏了解。Kyle等［13］認為SAMe增加了細胞內的泛素化水平，HSC內的膠原蛋白可以通過泛素化途徑降解，同時他們檢測了NF-kB的靶基因IL-6水平，發現SAMe增加了IL-6的表達，因此認為HSC細胞外膠原蛋白的降解與NF-kB通路有關。Matsui等［14］在研究SAMe對HSC增殖抑制的同時，用免疫印跡法檢測了總的ERK、AKT蛋白及其磷酸化的蛋白水平發現，在SAMe作用后磷酸化的ERK及AKT均明顯降低，認為SAMe的作用與抑制ERK、AKT蛋白磷酸化有關，因此SAMe可能與絲裂原激活的蛋白激酶(mitogen activated protein kinase，MAPK)途徑有關。Natalia等［15］研究認為SAMe降低Ⅰ型膠原的表達是通過降低HSC中COL1A2啟動子活性起作用的。國內學者劉梅等［16］用次氮基三乙酸鐵(Fe-NTa)和SAMe共同培養肝細胞和HSC，檢測超氧化物歧化酶(SOD)活力和丙二醛(MDA)含量，發現SAMe可增加肝細胞和HSC的SOD活力，降低其MDA含量，而在培養的HSC中加入不同濃度的SAMe，用ELASA方法檢測發現HSC中TGF-β表達受到抑制，這些發現提示SAMe能夠保護肝細胞和HSC免受氧應激損傷，抑制HSC 分泌 TGF-β。Karaa等［12］發現 SAMe能夠抑制內源性TGF-β及其通路相關分子Samd4的表達，促進Smad7的表達。眾所周知，TGF-β是介導肝纖維化最重要的細胞因子，能夠促進HSC的增殖活化，因此SAMe是否能夠通過TGF-β信號通路抑制肝纖維化的過程尚待研究證實。

Komal等［17］通過膽管結扎建立大鼠肝纖維化模型，原代提取HSC，通過觀察發現在HSC活化過程中MAT2A逐漸增多，而胞內的SAMe卻逐漸降低。在原代細胞或LX-2-HSC中將MAT2A或MAT2β沉默后，膠原蛋白及α-SMA的表達均降低，細胞增殖受抑制，凋亡增加。而在LX-2-HSC中敲除MAT2A，細胞內的SAMe水平增加。因此作者認為，在HSC活化過程中MAT2A逐漸被誘導，并且這是HSC活化必需的環節。這一研究結果提示SAMe可能通過抑制MAT2A影響肝纖維化的過程。綜上所述，SAMe可能通過抑制HSC的增殖和活化，進而預防和治療肝纖維化，但內在機制尚需深入探討。

2.3 SAMe在肝癌中的作用

SAMe在肝癌中作用的研究起步較早，機制研究得也較為深入。Rosa等［18］采用致癌物質和部分肝切除誘導大鼠肝癌模型，處理20周后分為SAMe治療組和對照組。在用藥6、12和24周后發現，SAMe組的增生結節及肝癌發生率均低于對照組，同時他們發現SAMe能夠顯著降低實驗大鼠的增生結節和肝癌的數量和大小。MATO等［19］研究發現外源性SAMe能夠預防大鼠肝細胞癌的發生，抑制肝癌細胞的生長。Shelly等［20］將大鼠H4IIE肝癌細胞直接接種到大鼠肝臟，并在24 h后靜脈輸注SAMe，結果發現SAMe可以顯著降低大鼠肝癌的成瘤率，同時腫瘤的體積也明顯低于對照組，但對于已成瘤的大鼠，SAMe并不能抑制腫瘤生長，其具體原因尚需進一步研究。

目前對SAMe在肝癌中的作用機制的研究也在逐步深入。研究發現經SAMe治療的動物會誘導bcl-x表達。bcl-x能選擇性地拼接基因產生兩種不同的mRNA和蛋白質，分別為 bcl-xl和bcl-xs，其中bcl-xl是抗凋亡的，而bcl-xs是促凋亡的。SAMe和MTA在HepG2細胞中通過增加目標基因的拼接選擇性誘導bcl-xs。進一步的研究表明在肝癌細胞中，SAMe和MTA可以通過影響細胞磷酸化狀態和選擇性拼接基因來誘導bcl-x，使細胞凋亡。SAMe和MTA促進肝癌細胞凋亡的另外一種機制是它們能抑制甜菜堿高半胱氨酸甲基轉移酶(BHMT)的表達。研究表明SAMe和MTA都能在轉錄水平抑制BHMT的表達，而且MTA的抑制效果達到80%以上。同型半胱氨酸合成的減少會導致內質網應激，這也會導致細胞的凋亡。而重要的是，在正常肝細胞中SAMe和MTA不影響BHMT的表達［21］。

前文已敘及，肝癌細胞中由MAT2A基因編碼的MATⅡ表達增多。現有研究發現，在一定條件下，MAT1A基因和MAT2A基因的表達可以轉化:在肝細胞癌發生過程中MAT1A表達逐漸降低，而MAT2A的表達逐漸增高。目前的觀點認為上述的動態過程在肝癌發生過程中非常重要，因此，關于SAMe與MAT基因與肝癌發生發展的相關性研究引起廣泛關注［22］。Garcia-Trevijano等［23］在體外對大鼠肝細胞研究發現，SAMe可以顯著增加MAT1A mRNA水平，降低MAT2A mRNA水平，對白蛋白 mRNA水平沒有影響，提示SAMe作用的特異性。Mercedes等［24］的研究表明SAMe能夠阻斷AICAR(5-Aminoimidazole-4-carboxamide 1-β-D-ribofuranoside，一種可通透細胞膜AMP-activated protein kinase的激活劑)和肝細胞生長因子(hepatocyte growth factor，HGF)上調大鼠肝細胞MAT2A mRNA的效應。這種效應與SAMe能降低AICAR對MAT2A mRNA在肝細胞的穩態有關。Garcia-Trevijano等［25］研究發現在SAMe缺乏的MAT1A基因敲除小鼠中，增殖細胞核抗原表達增加，并且傾向于形成肝細胞性肝癌，這也從另一方面印證了SAMe影響肝細胞癌形成過程。除了上述機制，還有很多學者提出了其他可能的機制。Shelly等［20］發現SAMe誘導ⅩⅧ型膠原蛋白表達，但抑制血小板衍生的生長因子-α(platelet-derived growth factor-α，PDGF-α)和中期因子(midkine)表達，從而抑制腫瘤血管的形成。Rountree等［26］的研究發現從高齡Mat1a-/-小鼠分離出來的CD49f+CD45-細胞癌基因和OC相關基因表達增加，表明缺乏SAMe可能誘導肝癌干細胞增殖。SAMe除了對肝癌細胞有抑制作用外，對正常的肝細胞也有保護作用。錢永等［27］回顧分析SAMe在肝癌TACE圍術期治療中的療效，發現SAMe在TACE圍術期的治療中對肝功能的保護作用明顯。其保護肝細胞的機制可能為SAMe能夠保護肝細胞免受氧化應激損傷。

3 展望及結語

SAMe作為一種治療各種原因引起的肝內膽汁淤積的藥物，已被臨床醫師認可。由于SAMe在體內，特別是肝內的廣泛存在，及其所具有強大的生理作用，人們對SAMe的研究也在深入。我國是肝病大國，相關的研究已經發現SAMe以及MAT基因參與了肝炎、肝纖維化和肝癌發生發展的過程，但這些研究還不深入，還有許多問題有待從分子水平上闡述，如SAMe對HSC活化影響的分子機制。另外，作為機體內最重要的甲基供體，SAMe和與細胞生物學特征有重要關系的信號通路的相互作用，SAMe對參與肝纖維化過程中基質降解和重建的蛋白酶的調節等問題都有待于解決。我們相信，通過深入的研究，不但能夠在分子水平上豐富我們對慢性肝病發病機制的認識，同時也為預防和治療慢性肝病探索新的途徑。

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