脂肪因子在非酒精性脂肪肝病發(fā)生發(fā)展中作用的研究進展

成藝坪，張秀娟，王思超，周新麗

(1山東大學(xué)附屬省立醫(yī)院，濟南 250021；2山東省內(nèi)分泌代謝病臨床醫(yī)學(xué)中心；3山東省臨床醫(yī)學(xué)研究院內(nèi)分泌代謝研究所)

肥胖已被公認為全球性流行病，肥胖可通過促進代謝綜合征的過早發(fā)展，顯著增加肝病的患病風(fēng)險而嚴重危害人類健康[1]。非酒精性脂肪肝病(NAFLD)是代謝綜合征的肝臟表現(xiàn)，包括一系列肝臟疾病如單純性脂肪變性(SS)、非酒精性脂肪性肝炎(NASH)、肝硬化和肝細胞癌[2]。預(yù)計到2030年，美國將有2 700萬人患有NASH，每年將導(dǎo)致10 5 430例失代償性肝硬化、12 240例肝細胞癌[3]。NAFLD病理生理學(xué)涉及炎癥、脂毒性等，其可能發(fā)生在肝臟，但也可能起源于其他組織如脂肪組織。脂肪組織是一種高度活躍的內(nèi)分泌組織，其產(chǎn)生的脂肪因子可通過調(diào)節(jié)肝臟脂肪積累、胰島素抵抗和纖維化對NAFLD的發(fā)生發(fā)展產(chǎn)生顯著影響[4]。過去數(shù)十年，脂肪因子瘦素、脂聯(lián)素、成纖維細胞生長因子21(FGF21)、他扎羅汀誘導(dǎo)基因2(Chemerin)、鳶尾素(Irisin)、白脂素(Asprosin)在NAFLD發(fā)生發(fā)展中的作用引起了人們的廣泛關(guān)注?，F(xiàn)就脂肪因子在NAFLD發(fā)生發(fā)展中的作用研究進展情況作一綜述。

1 瘦素在NAFLD發(fā)生發(fā)展中的作用

瘦素在1994年首次被發(fā)現(xiàn)，并被定義為可調(diào)節(jié)食物攝入量、體質(zhì)量和脂肪量以及免疫和神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)的脂肪因子。此外，瘦素具有促炎作用，被認為是肝纖維化的重要介質(zhì)。研究[5]表明，NASH患者的血清瘦素水平與對照組相比顯著升高。瘦素主要在脂肪組織中產(chǎn)生，但也可在其他組織中合成，表達受胰島素和糖皮質(zhì)激素調(diào)節(jié)。瘦素通過下丘腦中表達瘦素受體b型(LepRb)的神經(jīng)元介導(dǎo)脂肪—腦通訊并調(diào)節(jié)食欲。LepRb是一種IL-6樣受體，通過JAK2激活STAT轉(zhuǎn)錄因子[6]。通過這些途徑，瘦素誘導(dǎo)炎性細胞因子的表達，這可能會反過來促進脂肪細胞產(chǎn)生、釋放瘦素，如TNF-α和IL-1可誘導(dǎo)瘦素生成。另外，瘦素在穩(wěn)態(tài)下可以改善代謝失調(diào)，但在肥胖狀態(tài)下瘦素不能糾正高血糖癥，因此認為代謝失調(diào)和肥胖可能導(dǎo)致“瘦素抵抗”[7]。

有證據(jù)表明，瘦素和胰島素信號在肝臟中重疊。在肝細胞中，LepRb可以激活信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子(STAT)3，STAT3的激活導(dǎo)致細胞因子信號通路抑制劑(SOCS)-3的轉(zhuǎn)錄和表達增加。抑制SOCS-3或選擇性刪除SOCS-3可以改善肝臟的胰島素抵抗和瘦素抵抗[8]。瘦素和胰島素在肝臟的交叉作用似乎在NAFLD的病理生理機制中具有重要作用。

瘦素與NAFLD的研究結(jié)果具有異質(zhì)性。在疾病的初始階段，瘦素可能保護肝臟不發(fā)生脂肪變性，但當(dāng)疾病持續(xù)存在或進展時，它可能作為炎癥和纖維化因子進一步促進疾病進展。有研究表明Zucker(fa/fa)肥胖大鼠缺乏瘦素受體，產(chǎn)生了肝臟脂肪變性，并伴有胰島素抵抗。給予干預(yù)措施使肝特異性過表達LepRb，可改善或預(yù)防肝脂肪變性[9]。許多動物模型也證明了瘦素對脂肪肝具有改善作用，但瘦素給藥通常會抑制食物攝入并改善這些動物模型的胰島素抵抗[10]。食欲抑制和胰島素致敏也可能有助于改善脂肪肝，因此，難以將瘦素的肝臟作用與食欲抑制和胰島素致敏分開。為了解決這個問題，Yamamoto-Kataoka等使用了患有嚴重脂肪肝、伴有甘油三酯積聚和胰島素過敏的AlbCrePtenff小鼠，并進行了配對喂養(yǎng)實驗以排除瘦素對食物攝入的影響。該項研究證明，瘦素對脂肪肝具有特異性作用，而與胰島素致敏或厭食無關(guān)。此研究[11]也表明，瘦素通過促進肝臟脂肪β-氧化而不是抑制脂肪生成來降低肝臟甘油三酯含量。另一方面，瘦素可能促進肝臟炎癥和纖維化，從而進一步促進疾病進展?；罨母涡菭罴毎?HSCs)表達瘦素受體，其活化可增加某些促炎和促血管生成細胞因子，以及促進肝炎癥和纖維化的生長因子。這為瘦素過多可能有利于肝炎癥和纖維化提供了證據(jù)。如前所述，肥胖及其相關(guān)疾病可能導(dǎo)致“瘦素抵抗”，有研究顯示替米沙坦可改善NAFLD大鼠的瘦素抵抗，并具有抑制肝纖維化作用[12]。總之，瘦素與NAFLD的實驗性研究結(jié)果具有差異，還需更加深入的研究明確兩者的關(guān)系。

文獻報道，血清瘦素水平升高與肝臟疾病的嚴重程度即炎癥和纖維化的程度相關(guān)。在大型前瞻性研究中觀察到NAFLD患者血清瘦素水平升高。最近的一項系統(tǒng)評價和Meta分析分析了33個研究，共2 612個個體，得出以下結(jié)論，與對照組相比，SS和NASH組患者的血清瘦素水平較高；與SS組相比，NASH組患者的血清瘦素水平較高。瘦素濃度高與NAFLD嚴重程度增加有關(guān)[13]。此外，一項橫斷面研究表明血清瘦素濃度在男性和女性糖尿病前期受試者中均表現(xiàn)出與NAFLD相關(guān)，且這種相關(guān)性由胰島素分泌功能障礙和胰島素抵抗介導(dǎo)[14]。

2 脂聯(lián)素在NAFLD發(fā)生發(fā)展中的作用

脂聯(lián)素在1995年旨在鑒定脂肪細胞分化基因的消減雜交研究中被發(fā)現(xiàn)。1999年計算機斷層掃描顯示網(wǎng)膜脂肪擴張與低脂聯(lián)素相關(guān)，提示脂聯(lián)素可提高肝臟胰島素敏感性。但與其他脂肪因子不同，脂聯(lián)素在脂肪量增加時反而減少[15]。除成熟脂肪細胞外，其他細胞也可產(chǎn)生脂聯(lián)素，如肝細胞。脂聯(lián)素由244個氨基酸組成，含有膠原N-末端結(jié)構(gòu)域和球狀C末端結(jié)構(gòu)域。脂聯(lián)素合成后經(jīng)過翻譯后修飾(主要是羥基化和糖基化)，分泌前形成三聚體[低分子量(LMW)]、六聚體[中分子量(MMW)]和十八聚體[高分子量(HMW)]亞型，其代謝作用大多與HMW亞型有關(guān)。脂聯(lián)素主要通過兩種跨膜受體(AdipoR1、AdipoR2)發(fā)揮作用。這兩種受體主要存在于骨骼肌中，在肝臟也有中度表達，在肝臟疾病的發(fā)病機制中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用[16]。與瘦素一樣，脂聯(lián)素可調(diào)整整個機體的脂肪分布、對抗異位脂肪沉積，提高胰島素敏感性，并在肝損傷條件下具有抗纖維化作用。脂聯(lián)素具有抗炎活性令人信服的證據(jù)來自脂聯(lián)素缺陷小鼠的研究。脂聯(lián)素基因敲除小鼠的脂肪組織中顯示高水平的TNF-α mRNA表達，循環(huán)中顯示高TNF-α蛋白濃度。在膽堿-L氨基酸缺乏飲食誘導(dǎo)下，脂聯(lián)素基因敲除小鼠的肝臟脂肪變性程度較野生型小鼠嚴重[17]。此外，最近研究發(fā)現(xiàn)脂聯(lián)素可通過Akt1/FoxO1信號通路抑制FoxO1改善Ⅰ型糖尿病大鼠NAFLD情況[18]。

脂聯(lián)素和NAFLD的臨床研究表明，NAFLD患者的血清脂聯(lián)素水平顯著降低，肝纖維化程度與血清低脂聯(lián)素密切相關(guān)。一項病例對照研究表明血清脂聯(lián)素水平降低與NAFLD風(fēng)險增加獨立相關(guān)[19]。從RAINE研究中可以看出血清脂聯(lián)素的性別特異性問題，男性與女性相比血清脂聯(lián)素濃度降低[20]。最近一項來自中國上海的前瞻性研究發(fā)現(xiàn)，低血清脂聯(lián)素水平是中老年人群患NAFLD的預(yù)測因子[21]。然而，血清脂聯(lián)素作為評估NAFLD預(yù)后因素的主要作用受到了一些大型前瞻性研究的質(zhì)疑[22]。在脂聯(lián)素應(yīng)用至NAFLD可產(chǎn)生有益治療作用方面，Kim SM等的研究表明脂聯(lián)素-AMPK-FOXO信號通路的藥理學(xué)活化在抵抗NAFLD/NASH進展方面可能具有治療益處[23]。

3 FGF21在NAFLD發(fā)生發(fā)展中的作用

FGF-21是最近發(fā)現(xiàn)的FGF家族里的新成員，是由肝臟、脂肪組織和胰腺產(chǎn)生的蛋白質(zhì)。在動物模型中具有不同作用，減少糖攝入、增加胰島素敏感性和褐變脂肪組織含量、增加能量消耗等。在NASH的動物模型中，F(xiàn)GF21可降低肝臟脂毒性并改善肝臟損傷，這可能是脂聯(lián)素濃度增加的作用或?qū)Ω闻K的直接影響。FGF-21可通過調(diào)節(jié)這些組織和大腦中的糖脂代謝來產(chǎn)生多重作用，是針對各種糖脂代謝紊亂的重要保護因子,這一點在許多動物實驗與臨床研究中得到了驗證。例如，應(yīng)用重組FGF-21治療大鼠可改善大鼠的血糖、血脂水平，提高肝臟對胰島素的敏感性，同時保護胰島B細胞功能[24]。最近研究顯示，長效FGF21 PsTag600-FGF21可通過增強膽堿缺乏的高脂飲食誘導(dǎo)的NASH小鼠模型肝臟中脂肪酸活化和線粒體β-氧化逆轉(zhuǎn)肝臟脂肪變性[25]。一項橫斷面研究提示，血清FGF21水平與肥胖和2型糖尿病患者的NASH嚴重程度相關(guān)，較高的血清FGF21水平與肝纖維化的嚴重程度相關(guān)[26]。綜合以上研究，F(xiàn)GF-21與瘦素、脂聯(lián)素的情況一樣，提高其血清濃度并改善抵抗?fàn)顟B(tài)可能是預(yù)防和治療NAFLD的新途徑。與其他類似疾病不同，沒有注冊藥物治療NASH。目前四種藥物已進入第三階段，研究者將會在未來2～3 a報告試驗組織學(xué)結(jié)果。Sanyal等[27]在《柳葉刀》中報告了一項第二階段研究結(jié)果，評估了兩種劑量的Pegbelfermin(BMS-986036，F(xiàn)GF21的聚乙二醇化類似物)治療NASH的安全性和有效性。

4 Chemerin在NAFLD發(fā)生發(fā)展中的作用

Chemerin是一種已被鑒定為ChemR23(chemerinR)天然配體的蛋白質(zhì)。脂肪組織和肝臟是產(chǎn)生Chemerin的主要來源，胰腺、皮膚、卵巢等組織也有表達。Chemerin在脂肪細胞的合成、代謝和炎癥中起重要作用，而且與NAFLD等肥胖相關(guān)疾病的發(fā)生發(fā)展有著密切的聯(lián)系。目前，胰島素抵抗依然是NAFLD發(fā)病機制的中心環(huán)節(jié)，Chemerin可以通過促進胰島素受體底物-1的磷酸化，增強胰島素敏感性，減慢NAFLD的發(fā)生發(fā)展，但有研究顯示NAFLD的嚴重程度與Chemerin水平增加相關(guān)[28]。與SS相比，患有NASH的患者血清中Chemerin的濃度明顯升高。Chemerin可趨化巨噬細胞遷移到炎癥部位發(fā)揮抗炎作用，肝纖維化患者血清中的Chemerin呈持續(xù)高濃度狀態(tài)。Chemerin可通過募集免疫細胞到達炎癥部位而引起炎癥反應(yīng)的“過當(dāng)防衛(wèi)”，可能是NASH向肝纖維化轉(zhuǎn)變原因之一。最近一項研究表明血清Chemerin的表達水平增加與肝臟脂肪變性程度一致，可作為NAFLD合并糖尿病前期的血清學(xué)警示指標(biāo)。西他列汀影響脂肪肝中Chemerin及其受體ChemR23的mRNA和蛋白表達，這可能為NAFLD的發(fā)生發(fā)展機制研究和治療提供研究方向[29]。在另一個NAFLD隊列研究中也觀察到較低的內(nèi)臟脂肪組織Chemerin表達水平[30]。因此，由于在NAFLD的不同階段Chemerin的血清濃度不同，我們推測Chemerin可能在NAFLD的不同階段發(fā)揮著不同的生理作用。

5 Irisin在NAFLD發(fā)生發(fā)展中的作用

Irisin一類由Ⅲ型纖連蛋白結(jié)構(gòu)域5基因編碼、111個氨基酸殘基組成的N-糖基化蛋白質(zhì)激素，是運動后分泌的肌細胞因子，但也是白色脂肪組織分泌的脂肪因子。動物研究發(fā)現(xiàn)，Irisin通過促進脂肪組織的“褐變”和減輕胰島素抵抗而改善葡萄糖譜，最終可使得產(chǎn)熱增加。此外，Irisin通過促進糖原生成和減少糖異生、脂肪生成和脂質(zhì)積累來實現(xiàn)肝臟保護作用。Irisin具有通過改善糖、脂質(zhì)及氨基酸代謝，并在機體的能量代謝調(diào)節(jié)方面發(fā)揮重要作用而逆轉(zhuǎn)肝細胞脂肪變性、提高胰島素敏感性的作用[31]。在人類，血清Irisin水平與多種代謝疾病有關(guān)，但Irisin與NAFLD發(fā)生發(fā)展的關(guān)系迄今仍存在爭議。一項研究[32]顯示，SS組、NASH組和肥胖對照組的Irisin水平?jīng)]有差異，但低于體型較瘦對照組。另文獻[33]報道，與健康對照組相比，NAFLD組Irisin水平更高，并且隨著纖維化和脂肪變性程度的增加而增加。也有研究顯示，NAFLD的發(fā)展程度不同，患者Irisin的血清水平不同，輕度NAFLD患者的血清Irisin水平較中、重度NAFLD患者增高，隨著NAFLD進程的加重，血清Irisin水平趨于平穩(wěn)。到目前為止，對于這些研究的差異有許多可能的解釋?？傊琁risin在動物研究中具有保肝作用，而在人類研究中結(jié)果是不確定的。未來的研究應(yīng)該旨在進行大型前瞻性隊列研究，以揭示Irisin與NAFLD發(fā)生發(fā)展的關(guān)系。

6 Asprosin在NAFLD發(fā)生發(fā)展中的作用

近期新發(fā)現(xiàn)的Asprosin是由FBN1基因的第65和66個外顯子編碼、白色脂肪細胞合成并分泌的一種蛋白類激素。Asprosin產(chǎn)生后會被轉(zhuǎn)移至肝臟,激活G蛋白-cAMP-PKA信號通路,誘導(dǎo)肝臟葡萄糖合成和釋放。有研究測定了8例患有胰島素抵抗的男性和8例健康對照者的血漿白脂素水平，結(jié)果顯示患有胰島素抵抗的男性血漿白脂素水平升高。同時該結(jié)果在兩個小鼠胰島素抵抗模型中得到了證實。白脂素特異性單克隆抗體降低了這些小鼠中白脂素的血漿水平，并改善了胰島素敏感性[34]。這表明白脂素與胰島素抵抗存在密切聯(lián)系。而NAFLD是一種與胰島素抵抗密切相關(guān)的疾病，常與血糖異常、脂質(zhì)紊亂、肥胖并存，所以白脂素可能在NAFLD的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用。也有研究顯示白脂素減少可以預(yù)防與代謝綜合征相關(guān)的高胰島素血癥[35]。另外，在葡萄糖代謝調(diào)節(jié)紊亂的個體中血漿白脂素濃度增加。相關(guān)分析顯示血漿白脂素水平與腰圍、空腹血糖、餐后2小時血糖、糖化血紅蛋白、甘油三酯和胰島素抵抗的穩(wěn)態(tài)模型(HOMA-IR)呈正相關(guān)，與β細胞功能的穩(wěn)態(tài)模型呈負相關(guān)(P均<0.05)。多因素Logistic回歸分析顯示，在控制年齡、性別、體重指數(shù)和腰臀比后，血漿白脂素水平與患有血糖調(diào)節(jié)受損和2型糖尿病顯著相關(guān)[36]。那么，白脂素是否參與了NAFLD病理生理機制中的胰島素抵抗目前尚無研究證實白脂素在NAFLD發(fā)生發(fā)展中的確切作用機制，需要更多研究確立兩者的關(guān)系。

總之，脂肪組織不僅具有能量儲存功能，也是一個功能復(fù)雜、代謝活躍的內(nèi)分泌組織，可分泌多種脂肪因子，影響機體各項活動。瘦素、脂聯(lián)素、FGF21、Chemerin、Irisin、Asprosin可通過調(diào)節(jié)肝臟脂肪積累、胰島素抵抗和纖維化等對NAFLD的發(fā)生發(fā)展產(chǎn)生顯著影響。雖然瘦素和脂聯(lián)素在NAFLD發(fā)生發(fā)展中的作用相對確定，但許多其他脂肪因子如FGF21、Chemerin、Irisin、Asprosin等對NAFLD的影響仍不明確，并且存在大量相互矛盾的研究結(jié)果，因此需要更多深入、系統(tǒng)的研究明確脂肪因子在NAFLD發(fā)生發(fā)展中的作用。獲得脂肪因子新的致病證據(jù)可能為NAFLD的無創(chuàng)診斷和研究脂肪因子靶向干預(yù)，進而對NAFLD治療的影響提供方向。隨著研究的不斷進行，脂肪因子家族不斷豐富，但我們應(yīng)該牢記對抗脂肪因子失衡和NAFLD的最佳方法是預(yù)防脂肪過多、保持良好的生活方式。