肝因子和脂肪因子介導的脂代謝在非酒精性脂肪性肝病中的作用機制

趙晨露， 尚東方， 周 鋮， 石俊豪， 趙文霞

1 河南中醫藥大學 第一臨床醫學院， 鄭州 450000； 2 河南中醫藥大學第一附屬醫院 脾胃肝膽科， 鄭州 450000

非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)發病率逐年上升，我國NAFLD總體患病率為29.6%，且與肥胖率上升趨勢平行[1]。NAFLD不僅與肝代謝障礙有關，更與脂肪組織代謝紊亂密切相關。近年來研究[2]證實，肝組織和脂肪組織以及肌肉組織之間存在器官因子的調節網絡，其通過自分泌和旁分泌形式，參與體內代謝過程。肝臟和脂肪組織作為內分泌器官，其分泌的肝因子與脂肪因子在糖脂代謝、炎癥反應等方面發揮重要作用。脂代謝紊亂是NAFLD發生過程中的重要環節，因此闡明肝因子和脂肪因子介導的脂代謝在NAFLD中的作用機制具有重要意義。

1 脂代謝在NAFLD中的作用機制

肝臟脂代謝過程包括脂質攝取與生產、輸出與氧化，肝脂質含量受以下幾個方面影響：(1)脂肪組織來源的游離脂肪酸(free fatty acid,FFA)向肝臟遞送；(2)從飲食攝取；(3)肝內從頭脂肪生成(denovolipid synthesis,DNL)；(4)脂質氧化和分泌，前三者為肝內脂質的主要來源，后者為肝內脂質的主要去路[3-5]。肝臟攝取與生產、輸出與氧化之間相互協調，共同維持肝臟脂穩態，其中一個或多個平衡被打破均可導致肝臟脂肪變。因此維持肝臟脂代謝平衡是防治NAFLD的重要環節(圖1)。

注：HFD，高脂飲食；IR，胰島素抵抗；ER，內質網；VLDL-TG，極低密度脂蛋白甘油三酯。

1.1 肝脂質攝取與生產 研究[6-7]顯示，肥胖型NAFLD患者肝臟TG約60%來源于脂肪組織分解產生的FFA。肥胖型NAFLD患者由于脂肪組織對胰島素的敏感性下降，導致其分解產生的FFA增多，后者可通過門靜脈大量進入肝臟。

肝臟中脂質易受膳食脂質含量的影響，肝臟中15%～20%TG來自膳食脂肪酸。NAFLD動物模型中常采用的HFD在幾天內可引起嚙齒動物發生肝脂肪變性[8]。隨機對照試驗研究[9-10]表明，采用地中海飲食干預后，NAFLD患者的脂肪肝指數、內臟脂肪指數、胰島素水平、肝脂肪含量等均較對照組明顯下降。

健康個體中，DNL從禁食狀態的5%上升到進食后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在禁食狀態下明顯升高(約26%)[11]。一項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中的主導地位。

1.2 肝脂質輸出與氧化 肝臟中脂質主要以分泌VLDL-TG形式運出肝外，此過程涉及VLDL-TG在內質網的組裝、合成及高爾基體的分泌，其中微粒體脂肪轉移蛋白、載脂蛋白B-100/48(apolipoprotein B-100/48,ApoB-100/48)、外被蛋白Ⅰ/Ⅱ等是重要的調控蛋白因子[13]。在健康個體中，肝臟VLDL-TG分泌與FFA、體質量呈正相關；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，導致高甘油三酯血癥[14]，提示VLDL-TG的分泌對肝脂質和全身血脂水平具有調控作用。研究[15]表明，膽固醇轉運蛋白能夠降低肝臟VLDL-TG分泌速率，從而介導并加重了HFD誘導的肝脂肪變。

肝臟FFA氧化主要涉及線粒體β氧化，肝細胞含有豐富的線粒體，當大量FFA超過肝臟自身處理能力或當肝臟FFA氧化能力降低時，FFA在肝臟大量聚集，一方面過量的脂質在細胞內沉積引起脂質過氧化反應，另一方面大量FFA對肝細胞產生脂毒性[16]，促使肝細胞內豐富的內質網發生內質網應激，后者通過IRE1α-XBP1途徑抑制VLDL-TG分泌促進肝細胞脂肪變[17]，通過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，進一步加重肝脂質穩態失衡[18]。以上研究表明肝臟FFA氧化減少可能導致脂肪變、脂質過氧化、氧化應激、內質網應激、細胞死亡等一系列打擊事件發生，共同驅動NAFLD發生發展。

2 肝因子和脂肪因子概述

肝細胞因子是肝臟分泌的蛋白質，可通過自分泌、旁分泌和內分泌途徑調節糖脂代謝，在NAFLD發生發展中起重要作用[19]。目前研究較多的肝因子有成纖維細胞生長因子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)、視黃醇結合蛋白4、胎球蛋白A/B(Fetuin-A/B)、硒蛋白P(selenoprortein，SeP)、白細胞衍生趨化因子2、sparc相關模塊化鈣結合蛋白1、卵泡抑素、性激素結合球蛋白、生長分化因子15等，它們在糖脂代謝、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，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[20]。目前已有600余種脂肪因子家族，近年來確定的新的脂肪因子有趨化素、白脂素、網膜素、鳶尾素、視黃醇結合蛋白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 肝因子介導的脂代謝在NAFLD中的作用機制

3.1 FGF21 FGF21是成纖維細胞生長因子家族成員之一，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WAT發生棕色化，并可激活BAT，從而降低血漿FFA、TG水平。(2)FGF21能夠降低肝臟內TG含量，其機制為：FGF21上調ApoB 100、ApoE和微粒體脂肪轉移蛋白表達，促進肝臟VLDL-TG分泌速率；同時FGF21促進過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)、酰基輔酶A氧化酶1和肉毒堿棕櫚酰基轉移酶表達，增強脂質氧化[23]。(3)臨床研究表明，血漿FGF21水平與肝臟TG含量密切相關。一項為期3年的前瞻性研究[24]發現血清高FGF21水平是NAFLD的危險因素。

3.2 Fetuin-A Fetuin-A是由肝細胞分泌的血清蛋白，屬于胱抑素超家族蛋白酶抑制劑成員，在脂肪酸代謝、IR、急性炎癥反應等多種生理過程中發揮關鍵作用[25]。臨床研究[26]顯示，與正常受試者相比，NAFLD患者肝臟Fetuin-A表達明顯增加，且與糖脂代謝異常有關。與瘦型NAFLD相比，肥胖型NAFLD患者血清Fetuin-A水平顯著增加；一項臺灣橫斷面研究[27]顯示，血清Fetuin-A濃度與瘦型NAFLD風險呈正相關。上述證據均表明NAFLD患者Fetuin-A水平升高可能是早期預測疾病風險的良好血清生物標志物。此外，Fetuin-A也是診斷IR相關代謝紊亂的早期預測生物標志物，Fetuin-A抑制胰島素受體底物(insulin receptor substrate，IRS)表達，下調4型葡萄糖轉運蛋白表達，最終造成血糖升高[28]。

Fetuin-A蛋白表達與甾醇調節元件結合蛋白、FASN呈正相關，而甾醇調節元件結合蛋白、FASN在肝臟DNL、脂質合成過程中起重要作用[29]。此外，Fetuin-A是Toll樣受體4(toll-like receptor 4，TLR4)的內源性配體，促進炎性因子表達，Fetuin-A與FFA結合，形成的復合物對TLR4受體親和力增加，激活IκB激酶、c-Jun N-末端激酶途徑啟動核因子κB釋放[30]，造成各種炎性因子、趨化因子釋放增加，促進NAFLD發生發展。

3.3 ANGPTL3/8 ANGPTL3/8屬于血管內皮生長因子家族成員，在肝臟特異表達[31]。ANGPTL3/8是脂蛋白脂肪酶的生理性抑制劑，是血漿TG清除率的調節劑。ANGPTL3被前蛋白轉化酶蛋白水解切割后產生活性N端結構域，并與ANGPTL8形成復合物，共同抑制脂蛋白脂肪酶表達，同時還根據營養狀態將循環中TG分配到特定組織供其利用[32]。研究[34]表明，降低ANGPTL8表達具有改善葡萄糖耐量的作用[33]。一項臨床隊列研究[35]顯示，ANGPTL3水平與IR的穩態模型評估 (HOMA-IR) 呈正相關(r=0.28，P<0.05)；與健康對照者相比，NAFLD患者肝臟ANGPTL3/8表達明顯升高，且與脂肪變程度相關。

3.4 SeP SeP是由肝臟合成和分泌的糖蛋白，屬于硒元素轉運蛋白家族，具有將硒元素從肝臟轉運至其他器官的功能[36]。目前SeP的臨床研究存在相互矛盾的結果。來自不同國家的研究表明，血清SeP升高與NAFLD、代謝綜合征的發生關系密切。我國一項病例對照研究[37]納入79例NAFLD患者和79例正常受試者，結果顯示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NAFLD嚴重程度亦與血清SeP有關。此外，血清SeP水平與NAFLD的危險因素呈正相關，如：體質量指數(BMI)、ALT、AST和血清尿酸等；韓國一項前瞻性隊列研究[38]納入120例少肌性肥胖患者，其中并發NAFLD 60例，結果顯示與非NAFLD肥胖者相比，內臟肥胖型NAFLD患者和代謝綜合征患者血清SeP水平更高，且血清SeP水平與內臟脂肪面積、HOMA-IR和臂-踝脈波速度呈正相關，與肝衰減指數呈負相關。然而一項來自希臘的病例對照研究[39]納入了31例經肝臟穿刺確診的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，結果發現與對照組、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創診斷模型或B超診斷NAFLD有關。

Chen等團隊[37]進一步進行體內外實驗驗證，無論是HFD喂養的C57BL/6J NAFLD小鼠還是棕櫚酸誘導的HepG2脂肪變細胞，其血清和肝臟SeP水平均高于空白對照組；采用siRNA沉默SeP蛋白發現，AMPK/ACC信號通路被激活，HepG2細胞內TG減少，相反過表達SeP蛋白發現，AMPK/ACC信號通路被抑制，HepG2細胞脂質積累增多。基于此推測AMPK/ACC信號通路可能是SeP與NAFLD發病關系密切的關鍵分子途徑。

4 脂肪因子介導的脂代謝在NAFLD中的作用機制

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揮關鍵作用。肥胖相關臨床研究[40]顯示，血清高水平趨化素與BMI呈正相關，其機制可能是：趨化素促進脂肪細胞發生肥大，導致脂肪組織中炎癥和血管生成障礙，最終造成機體肥胖。一項納入56例經肝活檢確診NAFLD的橫斷面研究[41]發現，趨化素水平在BMI≥40 kg/m2、肝細胞氣球樣變、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活動評分的預測因子。另一項臨床研究[42]證實，與健康對照組相比，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活動評分、肝細胞氣球樣變性呈正相關。然而，趨化素在血清和肝臟中的水平存在不一致現象。Pohl等[43]發現NASH患者肝臟趨化素mRNA表達降低，進一步體外培養LX-2細胞、HepG2細胞和人原代肝星狀細胞，采用基因芯片技術發現肝X受體(liver X receptor，LXR)激動劑T0901317能夠降低LX-2細胞和HepG2細胞中趨化素蛋白表達，LXR在NAFLD患者中被激活，其內源性激動劑是膽固醇的氧化產物，后者會導致肝損傷。因此，LXR的高度激活可能是NASH患者肝臟趨化素mRNA低表達的原因。基礎研究[44]表明，外源性補充趨化素可減輕HFD誘導的NASH模型鼠肝臟氧化應激，與過量趨化素通過CMKLR1受體促進JAK2/STAT3磷酸化有關，提示外源性重組趨化素可能成為治療NASH的靶點。

4.2 白脂素 白脂素是WAT在空腹或禁食狀態下分泌的脂肪因子，通過血液循環到達靶器官對全身糖脂代謝產生影響。(1)白脂素是具有中樞作用的促食欲激素。循環中白脂素穿過血腦屏障并通過cAMP依賴性途徑直接激活促食欲神經元，同時抑制下游阿片-促黑素細胞皮質素原厭食神經元，最終導致食欲增加和肥胖[45]。(2)白脂素調節外周組織葡萄糖代謝。白脂素上調骨骼肌肌管中4型葡萄糖轉運蛋白mRNA和蛋白質表達，促進骨骼肌對葡萄糖的攝取[46]；在禁食條件下白脂素通過與嗅覺受體734結合激活下游cAMP-PKA通路，促進糖異生基因葡萄糖6磷酸酶和磷酸烯醇丙酮酸羧激酶1表達，刺激肝細胞釋放葡萄糖。給予白脂素抗體后能夠阻斷白脂素/嗅覺受體734對糖異生的促進作用[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)，實驗結束時發現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]發現肥胖型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，是NAFLD發生的獨立危險因素。上述研究提示白脂素可能是預測NAFLD的新型生物標志物。

4.3 鳶尾素 鳶尾素是由運動誘導產生的肌因子和脂肪因子，與NAFLD、肥胖等代謝性疾病密切相關。(1)鳶尾素促進WAT褐變，減少WAT體積。一項來自人類供體內臟WAT研究[50]顯示，鳶尾素增加內臟脂肪細胞的線粒體能量代謝，增加皮下WAT中線粒體解偶聯蛋白1、PGC1α、PR結構域蛋白16、跨膜蛋白26、白細胞分化抗原137 mRNA和蛋白表達，促進WAT發生棕色化。Chen等[51]給予HFD喂養的C57BLKS/J小鼠腹腔注射鳶尾素(0.8 ng·g-1·d-1)持續14天，實驗結束時采用MRI測量WAT體積顯著減小，血糖、膽固醇水平明顯降低；多項研究[52-53]發現鳶尾素可能通過p62/Nrf2/HO-1通路、p38 MAPK通路、ERK通路促進WAT棕色化。(2)鳶尾素變化趨勢對于預測NAFLD有重要意義。與對照組相比，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]。鳶尾素水平與我國肥胖患者的肝臟TG含量成負相關[55]。此外，在兒童隊列研究[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，而馬鈴糖蛋白樣磷脂酶蛋白3是NAFLD發生發展過程中的重要表觀遺傳學分子。基礎實驗[57]證實，鳶尾素治療能夠降低高碳水高脂肪飲食喂養大鼠的血糖、血脂水平，促進PGC1α表達，提示鳶尾素可能成為治療NAFLD的新靶點。

5 小結與展望

綜上所述，肝因子和脂肪因子參與了肝脂代謝的多個環節，其血清水平與NAFLD進展密切相關。在臨床研究中，由于NAFLD診斷方法、肝因子和脂肪因子檢測試劑盒、觀察指標的差異，同類研究存在結果相矛盾現象；而基礎研究和臨床研究存在不統一現象，可能與外源性補充肝因子或脂肪因子的濃度與內源性生理劑量之間的差異有關。因此需要多中心、跨學科的臨床研究探討肝因子、脂肪因子與NAFLD之間的相關性；同時需要進一步實驗研究，更好模擬生理狀態下肝臟和脂肪組織之間的相互作用，并繼續闡述肝因子和脂肪因子在NAFLD中的關鍵靶點和通路，為臨床治療提供證據。

利益沖突聲明：所有作者均聲明不存在利益沖突。

作者貢獻聲明：趙晨露負責撰寫論文；尚東方、周鋮、石俊豪負責查閱、歸納文獻；趙文霞負責指導撰寫，修改論文。