文傳芳 李治遵
膽汁酸是膽固醇在肝臟的代謝產(chǎn)物,膽汁酸在肝細(xì)胞生成后分泌至腸道,幫助脂肪類物質(zhì)消化吸收,腸道內(nèi)約95%的膽汁酸在一系列膽汁酸轉(zhuǎn)運子的調(diào)控下經(jīng)門靜脈吸收重新回到肝臟。膽汁酸不僅可以幫助脂肪的消化吸收,還能抑制膽固醇的析出,抑制膽結(jié)石的形成.膽汁酸的生成以及腸肝循環(huán)發(fā)生紊亂會誘發(fā)膽結(jié)石、肝內(nèi)膽汁淤積等一系列膽汁酸代謝紊亂相關(guān)疾病。
沉默信息調(diào)節(jié)子(sirtuin1,SIRT1)是去乙?;竤irtuin家族成員之一,在嚙齒類動物體內(nèi)廣泛存在,參與了炎癥、能量代謝、神經(jīng)退行性病變、糖尿病和心血管疾病等多種疾病的發(fā)生發(fā)展過程[1]。研究發(fā)現(xiàn)SIRT1通過多種核受體參與膽汁酸合成的調(diào)節(jié),也可通過多種機制,促進膽汁酸腸肝循環(huán)。白藜蘆醇是一種廣泛存在于葡萄皮、葡萄籽的多元酚物質(zhì),可誘導(dǎo)SIRT1的表達[2]。研究發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇可降低血中膽固醇的含量,幫助膽汁酸排泄入腸道,抑制膽汁酸在腸道重吸收入血。
膽汁酸在肝細(xì)胞合成,經(jīng)腸肝循環(huán)重復(fù)利用。SIRT1可調(diào)節(jié)膽汁酸的合成及腸肝循環(huán),維持膽汁酸的動態(tài)平衡。一方面,SIRT1通過抑制多種核受體的表達,抑制CYP7A1的表達,減少膽汁酸的合成;另一方面,SIRT1也可以調(diào)節(jié)多種膽汁酸轉(zhuǎn)運子的表達及功能,促進膽汁酸的腸肝循環(huán)。白藜蘆醇可降低血中膽固醇的含量,幫助膽汁酸排泄入腸道,抑制膽汁酸在腸道重吸收入血,具有保護心血管及肝臟的作用。SIRT1在白藜蘆醇調(diào)節(jié)膽汁酸代謝過程中的作用還不明確,可作為白藜蘆醇調(diào)節(jié)膽汁酸代謝新的研究方向。
本文就SIRT1及白藜蘆醇對膽汁酸的合成及腸肝循環(huán)的調(diào)節(jié)作用進行了綜述。
膽固醇7α-羥化酶(Cholesterol 7-alpha-monooxygenase,CYP7A1)是膽固醇代謝為膽汁酸經(jīng)典途徑的限速酶,其表達受到FXR、LXR-α、SHP、PPAR-α/PGC-1 、LRH-1、RXRα、VDR等多種核受體以及糖皮質(zhì)激素、雌激素、甲狀腺激素等多種激素的調(diào)節(jié)。SIRT1主要通過調(diào)節(jié)SHP、FXR、LRH-1和LXR-α等核受體的表達,抑制CYP7A1的表達,從而抑制膽汁酸的生成,其機制如下。
(一) SIRT1可以通過增加SHP的表達,抑制LRH-1的激活,使CYP7A1的表達下調(diào),降低膽汁酸合成 肝同系物受體Ⅰ LRH-Ⅰ是CYP7A1表達的基本調(diào)節(jié)因子, LRH-Ⅰ以單體形式結(jié)合到CYP7A1基因上允許肝X受體(LXR)激活CYP7A1的轉(zhuǎn)錄。孤兒核受體異源二聚體小分子伴侶(SHP)是多種核受體的抑制物, SHP可直接與LRH-1結(jié)合,從而抑制LRH-1對CYP7A1的激活的作用[3]。Chanda[4]在對HepG2細(xì)胞的研究發(fā)現(xiàn),SIRT1可以增加SHP的表達,通過以上機制,使CYP7A1的表達下調(diào),膽汁酸合成減少;進一步研究發(fā)現(xiàn),通過補充去乙?;?可以阻止LRH-1的激活,抑制CYP7A1生成,減少膽汁酸的合成。
(二)SIRT1可以通過去乙酰化作用,使LXR-α泛素化降解,下調(diào)CYP7A1的表達,降低膽汁酸合成 肝X受體α(LXR-α)與維甲酸X受體α(RXRα)結(jié)合形成LXRα-RXRα復(fù)合物,該復(fù)合物可以與CYP7A1基因啟動子區(qū)SiteⅠ位點結(jié)合,激活轉(zhuǎn)錄,調(diào)控膽汁酸的生成。研究表明[5]SIRT1可以使LXR-α的賴氨酸K432以及LXR-β的賴氨酸K433去乙酰化,LXR-α泛素化降解,CYP7A1的激活被抑制,膽汁酸合成減少。
(三)SIRT1通過多種機制增加FXR的表達,抑制CYP7A1的表達,從而降低膽汁酸的合成 法尼酯衍生物X受體(FXR)也叫做膽汁酸受體.FXR可通過多種機制抑制CYP7A1的表達,減少膽汁酸生成[6]。Purushotham[7]發(fā)現(xiàn),敲出小鼠的SIRT1基因后喂養(yǎng)高脂飲食,其HNF-1α/FXR表達較正常小鼠降低,也更容易發(fā)生膽固醇結(jié)石,其機制可能為,SIRT1使Dcoh2去乙?;?,HNF-1α與Dcoh2形成二聚體活性增強,通過FXR/HNF-1α通路增加FXR的表達,從而抑制CYP7A1的表達,減少膽汁酸的生成[8]。研究發(fā)現(xiàn)[9],炎癥因子NF-κB、TNF-α等可以抑制FXR的活性。SIRT1使NF-κB去乙?;种蒲装Y反應(yīng)及多種炎癥因子的表達已得到廣泛的證實,說明SIRT1可能通過抑制炎癥反應(yīng),間接的增加FXR的表達,抑制CYP7A1活性,降低膽汁酸的合成。
膽汁酸在肝細(xì)胞生成后,排泄至腸道,大部分的膽汁酸又通過門靜脈重新回到肝臟,這就是膽汁酸的腸肝循環(huán)。首先,肝細(xì)胞在肝細(xì)胞基底膜側(cè)膜鈉-牛磺酸共轉(zhuǎn)運體(NTCP)及有機陰離子轉(zhuǎn)運多肽的介導(dǎo)下從竇狀隙血液中攝取膽鹽、膽固醇等,接著在肝細(xì)胞內(nèi)合成膽汁酸,并運輸至肝毛細(xì)膽管處,最后在膽鹽輸出泵(BSEP)、磷脂輸出泵的介導(dǎo)下將膽汁酸分泌至毛細(xì)膽管,形成膽汁流,進入腸道.在肝細(xì)胞內(nèi),游離膽汁酸部分被重新合成結(jié)合膽汁酸,與新合成的膽汁酸一同排入腸道,排入腸道的游離膽汁酸大部分在小腸和結(jié)直腸通過擴散作用被動重吸收,結(jié)合型膽汁酸在回腸通過鈉+/依賴膽汁酸轉(zhuǎn)運體(ASBT)主動重吸收入小腸黏膜細(xì)胞,并與回腸膽汁酸結(jié)合蛋白結(jié)合,由基底膜有機溶質(zhì)轉(zhuǎn)運體重吸收入門靜脈,轉(zhuǎn)運到竇狀隙,由NTCP吸收入肝細(xì)胞。目前關(guān)于SIRT1直接調(diào)節(jié)膽汁酸腸肝循環(huán)的研究較少,但SIRT1通過多種機制,間接調(diào)節(jié) ASBT、NTCP、BSEP和MDR/MRP的表達,從而影響膽汁酸的腸肝循環(huán),其機制如下。
(一)SIRT1通過抑制炎癥因子的表達,增強ASBT及NTCP的作用,增強膽汁酸的腸肝循環(huán) ASBT位于小腸細(xì)胞、回腸細(xì)胞及膽管細(xì)胞,對膽汁酸腸肝循環(huán)起重要作用。Chen[10]使用吲哚美辛誘導(dǎo)小鼠回腸炎的研究發(fā)現(xiàn),ASBT的RNA及編碼蛋白表達降低,其機制為,炎癥因子可增加活化蛋白-1(AP-1)與c-jun和c-jun/c-fos的結(jié)合,抑制c-jun對ASBT基因的激活作用。SIRT1對多種炎癥性疾病具有抑制炎癥的作用已得到廣泛的證實,SIRT1可能通過抑制炎癥因子的表達,抑制以上過程,增加ASBT表達。
NTCP表達于肝細(xì)胞竇狀膜,主要轉(zhuǎn)運與甘氨酸及牛磺酸結(jié)合的結(jié)合型膽汁酸。研究表明,脂多糖及腫瘤壞死因子、IL-1、IL-6等炎性細(xì)胞因子可以抑制NTCP的表達,其中以IL-1作用最強[11]。許多的研究已證實SIRT1可以抑制炎癥因子的釋放,可能使NTCP表達上調(diào)。
(二)SIRT1可以使ATP生成增加,對ATP依賴型膽汁酸轉(zhuǎn)運子BSEP發(fā)揮正常功能起重要作用 BSEP位于肝臟毛細(xì)膽管膜處,是一種三磷酸腺苷依賴型膽鹽轉(zhuǎn)運體,BSEP缺乏及ATP合成不足會導(dǎo)致多種膽汁淤積性疾病,如進行性家族性膽汁淤積、藥物誘導(dǎo)的膽汁淤積和妊娠期肝內(nèi)膽汁淤積等疾病[12]。對芬蘭ICP病人的遺傳性研究發(fā)現(xiàn),妊娠期肝內(nèi)膽汁淤積癥病人的BSEP, FIC1和MDR3三個基因發(fā)生了變異,在BSEP和MDR3基因上分別發(fā)現(xiàn)37個、51個變異位點[13]。白藜蘆醇可以激活A(yù)MPK/SIRT1信號通路,使ATP的合成增加,為BSEP發(fā)揮其膽鹽轉(zhuǎn)運功能提供足夠的能量,間接調(diào)控膽汁酸的轉(zhuǎn)運[14]。
白藜蘆醇是一種廣泛存在于葡萄皮、葡萄籽以及花生中的多酚類物質(zhì),是一種SIRT1的激活劑.在高膽固醇血癥及肝內(nèi)膽汁淤積的小鼠模型研究中發(fā)現(xiàn),白藜蘆醇通過調(diào)節(jié)膽固醇及膽汁酸的代謝,抑制肝細(xì)胞炎癥及纖維化,抑制細(xì)胞凋亡,對血管及肝臟起保護作用[15-16]。
(一) 白藜蘆醇一方面可調(diào)節(jié)血中膽固醇在肝臟轉(zhuǎn)化為膽汁酸,降低血中膽固醇含量.另一方面可以幫助膽汁酸從肝臟排泄進入腸道,防止膽汁酸在肝內(nèi)淤積.白藜蘆醇還可以抑制膽汁酸在腸道重吸收,降低血液中膽汁酸的含量
1、在動物及人體研究發(fā)現(xiàn),白藜蘆醇通過上調(diào)CYP7A1及LXR-α的表達,使膽固醇代謝為膽汁酸增加,降低血中膽固醇的含量,白藜蘆醇也可以通過抑制炎癥,對血管及肝臟起保護作用。
Xie等[17]使用高脂飲食喂養(yǎng)小鼠,建立高血脂小鼠模型,然后使用不同濃度白藜蘆醇對正常小鼠及高血脂小鼠灌胃處理,處理前后測量血中總膽汁酸、甘油三脂、低密度脂蛋白及高密度脂蛋白,結(jié)果發(fā)現(xiàn),使用白藜蘆醇處理后小鼠血總膽汁酸、甘油三脂以及低密度脂蛋白水平降低。Chen等[18]使用高脂飲食喂養(yǎng)小鼠,誘導(dǎo)其發(fā)生高膽固醇血癥,然后使用白藜蘆醇灌胃處理,發(fā)現(xiàn)處理后小鼠肝臟CYP7A1及LXR-α升高,膽固醇合成為膽汁酸增加,有利于降低血中膽固醇的含量。另一項研究[19]發(fā)現(xiàn),血液透析病人飲用葡萄汁二周后,與對照組相比,血LDL降低,HDL升高,炎癥標(biāo)志物單核細(xì)胞趨化蛋白-1降低,說明白藜蘆醇具有降低血脂,抑制炎癥的作用。
2、白藜蘆醇通過上調(diào)膽汁酸轉(zhuǎn)運子MRP2及FXR的表達,幫助膽汁酸從肝微管細(xì)胞排泄進入膽管[20];還可以通過抑制MRP3的表達及泛素化降解ASBT,抑制膽汁酸從腸道吸收入血,降低血中膽汁酸的含量。
Wang等[21]使用α-萘異硫氰酸酯處理小鼠后發(fā)現(xiàn)肝功能指標(biāo)ALT、AST、ALP、TBA、TBil、IBil及DBil升高,炎癥因子TNF-α及IL-6升高,膽汁酸代謝相關(guān)因子MRP2、FXR、CYP7A1降低,MRP3升高,使用白藜蘆醇處理后,Mrp2、FXR、CYP7A1升高,MRP3降低,肝功能得到恢復(fù),其可能與白藜蘆醇抑制中性粒細(xì)胞浸潤及FXR、MRP2調(diào)節(jié)膽汁酸由肝細(xì)胞進入膽管增加,MRP3調(diào)節(jié)膽汁酸在腸道吸收入血減少有關(guān)。另一項研究[22]發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇可以使ASBT泛素化降解,減少膽汁酸在腸道重吸收進入血液,使血膽汁酸水平降低。
(二)研究發(fā)現(xiàn),白藜蘆醇可通過誘導(dǎo)SIRT1的表達,使核受體NF-κB的賴氨酸310去乙?;种芅F-κB的轉(zhuǎn)錄激活,從而抑制免疫炎癥 NF-κB是調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵因子,在非炎癥狀態(tài)下,NF-κB位于細(xì)胞質(zhì),與其抑制物ⅠκBα結(jié)合形成復(fù)合物,當(dāng)受到促炎癥因子刺激時,ⅠκBα被泛素化降解, NF-κB進入細(xì)胞核,轉(zhuǎn)錄激活,釋放一系列的促炎因子、趨化因子[23]。P65/RelA是NF-κB的異二質(zhì)體亞基,其賴氨酸310的乙?;潭葘F-κB的轉(zhuǎn)錄激活起重要作用,SIRT1可以使賴氨酸310去乙?;?,從而抑制NF-κB的轉(zhuǎn)錄激活,抑制炎癥反應(yīng)[24]。
大量的研究已經(jīng)證實白藜蘆醇通過誘導(dǎo)SIRT1表達,對免疫炎癥有抑制作用。Sharma等[25]在腸炎及神經(jīng)性炎癥的小鼠模型研究發(fā)現(xiàn),白藜蘆醇可通過誘導(dǎo)SIRT1的表達,使核受體NF-κB去乙?;种破滢D(zhuǎn)錄激活,從而抑制免疫炎癥。
綜上所述,SIRT1可通過抑制多種核受體的表達,抑制CYP7A1的表達,減少膽汁酸的合成;也可以調(diào)節(jié)多種膽汁酸轉(zhuǎn)運子的表達及功能,調(diào)節(jié)膽汁酸的腸肝循環(huán)。白藜蘆醇是SIRT1的激動劑,可以調(diào)節(jié)血中膽固醇的代謝,調(diào)節(jié)膽汁酸從肝臟排泄進入腸道以及膽汁酸在腸道重吸收進入血液。但是白藜蘆醇是否可以通過激活SIRT1的表達,對膽汁酸的合成以及腸肝循環(huán)進行調(diào)節(jié)還有待進一步的研究。