頂端鈉依賴性膽酸轉(zhuǎn)運(yùn)體及其在相關(guān)疾病中的作用研究進(jìn)展

馬昱杭，韓昀屹，韓者藝

(1.延安大學(xué)醫(yī)學(xué)院，陜西 延安 716000；2.空軍軍醫(yī)大學(xué)，陜西 西安 710032)

膽汁酸(Bile acid，BA)既是消化系統(tǒng)表面活性劑，也是重要的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子，能夠刺激多種信號(hào)通路，調(diào)控一些重要的生物過程。頂端鈉依賴性膽酸轉(zhuǎn)運(yùn)體(Apical sodium-dependent bile acid transporter，ASBT)是回腸末端轉(zhuǎn)運(yùn)膽汁酸的重要蛋白，在調(diào)節(jié)膽汁酸、脂質(zhì)和葡萄糖穩(wěn)態(tài)以及調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)、屏障功能和預(yù)防腸道細(xì)菌易位中起著關(guān)鍵作用。ASBT參與多種代謝及胃腸道疾病的病理生理過程，包括糖尿病、高膽固醇血癥、非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)、原發(fā)性膽汁性膽管炎(PBC)等?，F(xiàn)對(duì)ASBT及其在相關(guān)疾病中的作用研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 膽汁酸循環(huán)

BA在肝臟中合成，由肝臟分泌進(jìn)入膽囊，膽囊分泌膽汁酸入十二指腸，其在回腸末端重吸收并運(yùn)輸回肝臟。生理?xiàng)l件下，回腸中約95%～98%的BA被重吸收，其余通過糞便排出。每天有25%～50%的BA池丟失，由肝臟合成膽汁酸補(bǔ)充[1]。此過程首先由膽固醇7α-羥化酶(CYP7A1)誘導(dǎo)催化。在肝細(xì)胞內(nèi)CYP7A1使膽固醇前體合成膽汁酸，膽汁酸再與甘氨酸通過酰胺化作用結(jié)合，以同樣的方式與?；撬峤Y(jié)合成為結(jié)合膽汁酸。結(jié)合膽汁酸被肝細(xì)胞經(jīng)膽汁鹽輸出泵(BSEP)分泌到肝內(nèi)膽管腔內(nèi)并在其中運(yùn)輸，最終在膽囊內(nèi)儲(chǔ)存。進(jìn)食時(shí)，膽囊受膽囊收縮素影響，BA被釋放到十二指腸。在腸道內(nèi)，BA促進(jìn)疏水脂肪成分[如膽固醇、脂肪酸和脂溶性維生素(A、D、E和K)]的有效吸收，并且調(diào)控膽汁酸循環(huán)(EHC)中的信號(hào)傳遞。然后經(jīng)回腸末端ASBT重吸收。膽汁酸由ASBT主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)到回腸細(xì)胞內(nèi)，再經(jīng)基底外側(cè)膜有機(jī)溶質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白α/β異源二聚體(OSTα/β)轉(zhuǎn)運(yùn)到門脈循環(huán)中。門脈血中的BA經(jīng)由基底外側(cè)Na+-牛磺膽酸鹽共轉(zhuǎn)運(yùn)肽(NTCP)重吸收入肝細(xì)胞，并通過BSEP分泌到小管中，從而完成腸肝循環(huán)[2-3]。

膽汁酸負(fù)反饋調(diào)節(jié)膽汁酸合成的機(jī)制非常復(fù)雜，有三種機(jī)制[4]：①膽汁酸激活Farnesoid X受體(FXR)，后者誘導(dǎo)阻遏蛋白(SHP)通過肝細(xì)胞核因子4α(HNF4α)和核受體(LRH-1)抑制 CYP7A1轉(zhuǎn)錄激活。②膽汁酸激活成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因-19 (FGF19)，后者在肝臟中激活JNK1/2和ERK1/2信號(hào)通路，使HNF4α磷酸化形成的二聚體與CYP7A1基因結(jié)合，從而降低CYP7A1的轉(zhuǎn)錄。氧化物酶體增殖物激活受體(PPAR-1)的共同激活劑過氧化物酶體增殖物激活受體-γ共激活因子-1(PGC-1)和其他核受體的磷酸化也抑制CYP7A1基因的反式激活。③牛磺脫氧膽酸(TDCA)和(或)鵝去氧膽酸(CDCA)激活巨噬細(xì)胞并誘導(dǎo)炎性細(xì)胞因子(包括TNF-α和IL-1β)釋放，它們激活蛋白激酶C(PKC)和JNK信號(hào)通路來抑制CYP7A1基因的轉(zhuǎn)錄[5]。前兩種機(jī)制是FXR依賴性的細(xì)胞信號(hào)通路，而第三個(gè)機(jī)制是FXR非依賴性的。

總之，BA的合成速率由CYP7A1控制，該酶在轉(zhuǎn)錄水平和轉(zhuǎn)錄后水平均受到膽汁酸調(diào)控。BA的重吸收主要由回腸細(xì)胞中ASBT完成，上述過程主要受FXR的調(diào)節(jié)。

2 ASBT概述

ASBT是膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)中重要的膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)體。人類ASBT是由348個(gè)氨基酸組成的糖蛋白，具有7個(gè)跨膜區(qū)，羧基端位于胞質(zhì)內(nèi)，含糖基化位點(diǎn)，氨基端位于細(xì)胞外。ASBT由SLC10A2基因編碼，人類ASBT基因位于13q33號(hào)染色體上，跨越大約22.8 kb的DNA。ASBT基因由6個(gè)編碼外顯子組成，這些外顯子編碼含348個(gè)氨基酸的蛋白質(zhì)，分子量為38 kD[6]。

在人十二指腸、心、肺、睪丸、子宮、胎盤、卵巢和腦中已檢測(cè)到ASBT mRNA，但未檢測(cè)到蛋白質(zhì)[7]。在大鼠回腸、腎臟和膽管細(xì)胞中也檢測(cè)到由外顯子2的可變剪接產(chǎn)生的截短ASBT，ASBT蛋白在回腸末端腸上皮細(xì)胞的根尖刷狀緣膜上顯著表達(dá)[8]。Bajor等[9]對(duì)腸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白進(jìn)行絕對(duì)蛋白質(zhì)定量，證實(shí)ASBT在人回腸組織中的定位，并發(fā)現(xiàn)ASBT的量可高達(dá)1.58 pmol/mg。在整個(gè)小腸中，ASBT的數(shù)量占轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白總量的6%[10]。此外，ASBT在腎近端小管的頂膜和大膽管的膽道上皮中也以相對(duì)較低的水平表達(dá)。

據(jù)報(bào)道，SLC10A2基因具有多種天然存在的單核苷酸多態(tài)性(SNP)和功能異常的突變，其中大多數(shù)會(huì)降低BA的運(yùn)輸功能。其他類型的突變，包括外顯3供體剪接位點(diǎn)的3 bp替換后的選擇性剪接也已被鑒定出來，大多數(shù)會(huì)使ASBT喪失轉(zhuǎn)運(yùn)功能[10]。人類ASBT中的遺傳突變可能導(dǎo)致BA吸收不良、EHC破壞和血漿膽固醇降低。研究[11-12]發(fā)現(xiàn)，敲除小鼠的腸道和腎臟中缺乏ASBT，表明SLC10A2基因的表達(dá)依賴于肝細(xì)胞核因子-1α(HNF1-α)。ASBT啟動(dòng)子活性也可由過氧化物酶體增殖物激活受體(PPAR)誘導(dǎo)[8]。其他轉(zhuǎn)錄因子如糖皮質(zhì)激素受體(GR)、維生素D受體(VDR)和視黃酸受體(RAR)均能不同程度地激活A(yù)SBT[13]。相反，小異質(zhì)二聚體搭檔(SHP)會(huì)抑制ASBT的功能[14]。

抑制ASBT可降低腸道BA的重吸收，增加肝臟BA的合成。對(duì)ASBT-/-小鼠的研究表明，與野生型小鼠相比，合成的BA增加不足以抵消重吸收的減少。而且抑制小鼠ASBT后，小鼠體內(nèi)的BA成分發(fā)生了改變，鼠膽酸(MCA)相對(duì)減少，膽酸(CA)增加。結(jié)腸高濃度的CA被轉(zhuǎn)化為脫氧膽酸(DCA)經(jīng)被動(dòng)運(yùn)輸重新吸收。盡管人的BA成分不同于老鼠(因?yàn)槠渲胁缓H水的MCA)，但目前還沒有關(guān)于ASBT抑制劑影響人BA池大小或組成的有效數(shù)據(jù)。部分2型糖尿病和NAFLD患者血漿BA濃度升高，還有研究發(fā)現(xiàn)肥胖與回腸ASBT表達(dá)增加有關(guān)[15-16]。

ASBT抑制劑也可以用于動(dòng)脈粥樣硬化的治療。阻止回腸BA重吸收可增加肝臟BA合成和膽固醇分解代謝，其機(jī)制與BA阻滯劑類似。在包括小鼠、大鼠和猴子在內(nèi)的多個(gè)動(dòng)物模型中，抑制ASBT可有效降低血漿低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)水平，改善動(dòng)脈粥樣硬化結(jié)局[17]。在人類中，ASBT抑制也可降低血漿LDL-C水平[18]。也有報(bào)道稱，抑制ASBT可以改善NAFLD的糖代謝和脂代謝。同時(shí)，ASBT抑制劑的治療研究也逐漸轉(zhuǎn)向治療膽汁淤積性疾病，ASBT抑制劑在膽汁淤積性瘙癢的臨床試驗(yàn)中已被證明有效，目前正在進(jìn)行的藥物開發(fā)正針對(duì)其在PBC以及其他膽汁淤積性疾病中的應(yīng)用[19]。另外，ASBT表達(dá)或功能的缺失在炎性腸病(如克羅恩)的發(fā)病機(jī)制中起著重要作用。在患有先天性腹瀉、脂肪瀉的原發(fā)性膽汁酸吸收障礙患者中發(fā)現(xiàn)基因SLC10A2突變，導(dǎo)致回腸ASBT水平明顯降低[20-21]。此外，也有研究表明FXR參與了腸道的免疫調(diào)節(jié)和屏障功能。FXR通過防止腸道細(xì)菌遷移等多種方式緩解炎癥并保持腸道上皮屏障的完整性，通過調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)水平維持腸道屏障的功能正常。FXR也是ASBT的重要調(diào)控分子。因此，可以推斷FXR和ASBT的協(xié)同作用在炎性腸病的病理機(jī)制中發(fā)揮重要作用[22]，通過調(diào)控ASBT和FXR來改善炎性腸病患者的療效可以成為治療新思路。

總之，ASBT已被研究用于炎性腸病、血脂異常、動(dòng)脈粥樣硬化、2型糖尿病、NAFLD和PBC等疾病的治療。

3 ASBT在相關(guān)疾病中的作用

3.1 糖尿病 糖尿病是一種復(fù)雜的胰島素失衡疾病，其BA代謝特點(diǎn)是膽汁酸重吸收增加，膽汁酸池?cái)U(kuò)大。糖尿病可引起血脂異常和高膽固醇血癥[23]。低劑量鏈脲佐菌素腹腔注射致大鼠糖尿病后，ASBT功能和表達(dá)明顯增加[24]。ASBT的表達(dá)增加可能與糖尿病患者膽汁酸循環(huán)池增大和血漿膽固醇水平升高有關(guān)。鑒于全球2型糖尿病發(fā)病率正在上升，對(duì)開發(fā)治療該疾病新藥的需求也相應(yīng)增加。抑制ASBT降低了回腸BA的再吸收，由此可以導(dǎo)致腸內(nèi)BA濃度的增加，促進(jìn)了L型腸內(nèi)分泌細(xì)胞釋放胰高血糖素樣肽-1(Glp-1)[25]。Glp-1的分泌可增加胰腺β細(xì)胞分泌的胰島素，進(jìn)而控制血中的葡萄糖濃度。GSK2330672是一種強(qiáng)效、不可吸收的ASBT抑制劑，可降低2型糖尿病的動(dòng)物模型血糖，因此它是一種有價(jià)值的臨床工具，可用于探索不可吸收的ASBT抑制劑治療2型糖尿病患者的作用。

3.2 高膽固醇血癥 高膽固醇血癥可由膽固醇在血液中分泌和攝取失衡引起。高膽固醇血癥會(huì)誘發(fā)動(dòng)脈粥樣硬化，因此是心血管疾病的重要危險(xiǎn)因素。血中膽固醇含量水平增高可增加患高膽固醇血癥的風(fēng)險(xiǎn)。在膽固醇轉(zhuǎn)化為BA時(shí)，約50%的膽固醇從體內(nèi)排出。如果抑制BA的再吸收，膽管釋放的BA可能會(huì)增加。因此，增加膽汁酸的合成和膽固醇的消耗可以緩解高膽固醇血癥。BA通過ASBT在腸內(nèi)被重新吸收，故ASBT是治療高膽固醇血癥藥物[26]的靶點(diǎn)。血漿膽固醇水平可被ASBT的特異性抑制劑顯著下調(diào)。抑制ASBT可增加3-羥基-甲基戊二酰輔酶A還原酶(HMGR)活性，導(dǎo)致LDL受體表達(dá)升高。ASBT抑制劑也可與他汀類藥物聯(lián)合使用，以抵消HMGR活性的增加。LUM002是一種ASBT抑制劑，目前正處于臨床研發(fā)中[27]。

3.3 NAFLD 罹患NAFLD的患者在肥胖和2型糖尿病患者中很常見。單純脂肪變性不需要治療，但一些患者進(jìn)展為非酒精性脂肪性肝炎(NASH)，會(huì)增加罹患終末期肝病、肝癌和心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)。NASH的潛在病因是非常復(fù)雜的，這使其成為一種難以管理的疾病。FXR誘導(dǎo)的FGF15/19信號(hào)已被證明可以減少肥胖，抑制脂肪生成，并改善小鼠非酒精性脂肪肝(NAFL)模型中的胰島素敏感性。然而，在實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭校L(zhǎng)期高水平暴露FGF19可導(dǎo)致肝癌，F(xiàn)GF19也會(huì)促進(jìn)人肝癌的發(fā)生[28]。一種非致瘤FGF19類似物NGM282單藥治療NASH可以顯著減少肝臟脂肪堆積和血清轉(zhuǎn)氨酶[29]，但在促進(jìn)NASH緩解或纖維化改善方面效果并不顯著。研究表明，聯(lián)合ASBT抑制劑GSK2330672和aav8介導(dǎo)的肝細(xì)胞特異性FGF15過表達(dá)，通過協(xié)同調(diào)節(jié)肝臟和腸道膽固醇和膽汁酸代謝，可顯著提高肝脂肪變性、炎癥和纖維化的治療效果，為NAFLD的治療提供了新的研究思路。

3.4 PBC PBC是一種慢性肝內(nèi)非化膿性膽管炎，據(jù)統(tǒng)計(jì)每1000例40歲以上婦女中就有1例患者。在未經(jīng)治療的患者中，這種慢性病會(huì)導(dǎo)致進(jìn)行性膽管損傷、膽道纖維化，最終導(dǎo)致膽汁淤積性肝硬化以及門靜脈高壓等并發(fā)癥和惡性腫瘤風(fēng)險(xiǎn)的增加。PBC的病因和發(fā)病機(jī)制尚不清楚，但已有的證據(jù)表明環(huán)境、遺傳和免疫因素復(fù)雜的相互作用引起肝損害。目前對(duì)PBC治療并不令人滿意。例如，約40%患者對(duì)熊去氧膽酸(UDCA)應(yīng)答不佳，這些患者疾病進(jìn)展風(fēng)險(xiǎn)較高，生活質(zhì)量較差[30]；此外，UDCA在治療瘙癢和疲勞方面的療效有限。由于UDCA存在這些局限性，尚不能滿足對(duì)PBC的治療需求。根據(jù)已有研究，膽汁循環(huán)改變和BA成分改變是疾病開始和發(fā)展的重要因素，后者受膽汁淤積程度和毒性疏水BA(導(dǎo)致肝細(xì)胞損傷)積聚的影響。因此，調(diào)節(jié)膽汁流量和BA成分成為治療PBC的重要策略。

除了其他細(xì)胞核或表面受體激動(dòng)劑和BA衍生物外。ASBT作用于回腸上皮的管腔表面，并將共軛膽汁酸從回腸內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)到回腸表皮細(xì)胞內(nèi)，再?gòu)募?xì)胞基底膜外側(cè)排出，最終膽汁酸進(jìn)入門靜脈循環(huán)。ASBT可能是膽汁淤積性肝病的重要靶點(diǎn)。ASBT抑制劑如S0960、LUM001和GSK2330672可以抑制膽汁酸的腸肝循環(huán)，減少循環(huán)膽汁酸池。理論上，如果膽汁酸損失超過合成，膽汁淤積可以得到改善。例如，LUM001阻斷了BA的再吸收，減少了BA循環(huán)池，BA池的減少超過膽固醇的合成后，就可能改善肝內(nèi)膽汁淤積；S0960(二聚體膽酸類似物)也可以改善肝外膽汁淤積。此外，通過改變膽道磷脂酰膽堿(PC)/BA比值和改變肝臟轉(zhuǎn)錄抑制ASBT可以消除小鼠硬化性膽管炎的進(jìn)展。

總之，在對(duì)PBC新療法的探索中，ASBT抑制劑逐漸成為重要的治療選擇。它們能阻斷回腸末端對(duì)BA的吸收，增加BA在糞便中的排泄，減少BA通過腸肝循環(huán)返回肝臟的量。

4 結(jié) 語

ASBT參與多種代謝及胃腸道疾病的病理生理過程，其表達(dá)和功能異?？赡軐?dǎo)致一些與腸肝循環(huán)和代謝穩(wěn)態(tài)紊亂相關(guān)的疾病，因此直接或間接調(diào)節(jié)ASBT的表達(dá)或功能可以治療一些相關(guān)疾病。然而，目前對(duì)ASBT的研究尚不充分，相信隨著未來相關(guān)研究的不斷深入，ASBT與相關(guān)疾病的關(guān)系將變得更為明朗。