G 蛋白偶聯(lián)受體在肝損傷中的作用研究進(jìn)展

王 瑩，項(xiàng) 前，汪 婷，卞金俊

海軍軍醫(yī)大學(xué)（第二軍醫(yī)大學(xué)）第一附屬醫(yī)院麻醉學(xué)部，上海 200433

G 蛋白偶聯(lián)受體（G protein-coupled receptor，GPCR）是細(xì)胞表面最大的受體家族，可識(shí)別大量的細(xì)胞外分子，包括神經(jīng)遞質(zhì)、激素和趨化因子等［1］。GPCR 在多種生物中表達(dá)，包括哺乳動(dòng)物、植物、微生物和無脊椎動(dòng)物［2］。GPCR 廣泛分布于人體的中樞神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、視網(wǎng)膜等器官和組織，參與機(jī)體發(fā)育和正常功能的行使。肝損傷是指各種原因所導(dǎo)致的肝功能異常，表現(xiàn)為肝臟形態(tài)結(jié)構(gòu)破壞和功能失調(diào)。GPCR 在多種肝損傷類型中發(fā)揮著重要作用，如缺血再灌注肝損傷、膽汁淤積性肝損傷、四氯化碳肝損傷、非酒精性脂肪性肝?。╪on-alcoholic fatty liver disease，NAFLD）等。本文就參與急慢性肝損傷的GPCR進(jìn)行綜述，以期為探索新的藥物靶點(diǎn)提供思路和依據(jù)。

1 GPCR 的分類與結(jié)構(gòu)、激活和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

1.1 GPCR 的分類與結(jié)構(gòu) 首次提出的GPCR 分類方案根據(jù)序列同源性將GPCR 分為以下6 類：A類（視紫紅質(zhì)樣受體家族）、B 類（分泌素受體家族）、C 類（代謝性谷氨酸受體家族）、D 類（真菌交配信息素受體家族）、E 類（環(huán)腺苷酸受體家族）和F 類（平滑卷曲受體家族）［2］，研究者們未在脊椎動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)D 類和E 類［2］。另一種分類方案“GRAFS”將脊椎動(dòng)物GPCR 分為以下5 類：谷氨酸受體家族、視紫紅質(zhì)樣受體家族、黏附受體家族、平滑卷曲受體家族及分泌素受體家族［2］。GPCR 包含7 個(gè)跨膜螺旋，也稱為7 次跨膜受體［2］。GPCR 具有共同的結(jié)構(gòu)，由1 個(gè)多肽和1 個(gè)細(xì)胞外氨基末端、1 個(gè)細(xì)胞內(nèi)羧基末端及7 個(gè)疏水跨膜結(jié)構(gòu)域組成，并通過3 個(gè)細(xì)胞外環(huán)和3 個(gè)細(xì)胞內(nèi)環(huán)連接［1］。

1.2 GPCR 的激活和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 研究表明，GPCR存在多種激活方式。（1）經(jīng)典的GPCR 激活，即GPCR 與異三聚體G 蛋白偶聯(lián)后激活下游信號(hào)通路［3］。許 多GPCR 表 現(xiàn) 出 混 雜 的GPCR-G 蛋 白偶聯(lián)模式，即1 個(gè)GPCR 可以與多個(gè)G 蛋白亞型相互作用。由于高度的序列相似性，1 個(gè)受體常常與同一家族內(nèi)的多個(gè)G 亞型結(jié)合［1］。例如，5-羥色胺1A 受體與3 種Gi/o 家族蛋白Gi2、Gi3和Go5 相互作用［1］。（2）GPCR 的偏置激活，即GPCR 選擇性地激活G 蛋白通路或 -制動(dòng)蛋白（ -arrestin）通路［3］。（3）GPCR 的內(nèi)化激活。該激活方式有2 種，一種是GPCR 與其激動(dòng)劑內(nèi)化后繼續(xù)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，另一種是位于不同細(xì)胞器 的GPCR 在 細(xì) 胞 內(nèi) 被 激 活［3］。（4）GPCR 的二聚化激活。該激活方式也有2 種，即GPCR 僅在二聚化的狀態(tài)下介導(dǎo)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)或GPCR 在二聚化的狀態(tài)下介導(dǎo)與單體狀態(tài)下不同的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路［3］。（5）GPCR 的反式激活。其分為配體依賴途徑和配體非依賴途徑，前者指GPCR 激活的信號(hào)分子誘導(dǎo)產(chǎn)生內(nèi)源性配體，配體受體結(jié)合激活下游信號(hào)；后者指GPCR 通過不依賴配體的方式激活下游信號(hào)，如磷酸化下游分子或與下游分子形成二聚體［3］。（6）GPCR 的雙相激活，即早期時(shí)相和晚期時(shí)相分別由G 蛋白或 -制動(dòng)蛋白介導(dǎo)，繼而激活不同的信號(hào)通路［3］。

2 肝損傷中的GPCR

2.1 腎上腺素能受體（adrenergic receptor，AR） AR是介導(dǎo)兒茶酚胺作用的一類組織受體，分為 -AR和 -AR。AR 可以通過多種方式激活并介導(dǎo)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，如偏置激活 -制動(dòng)蛋白的 -AR配體卡維地洛，已被證明可以抑制G 蛋白介導(dǎo)的兒茶酚胺毒性作用，并刺激 -制動(dòng)蛋白介導(dǎo)的細(xì)胞生存信號(hào)通路［3］。內(nèi)化激活時(shí)， -制動(dòng)蛋白未與 1-AR 形成復(fù)合物，而是短暫“親吻” 1-AR 并結(jié)合到質(zhì)膜網(wǎng)格蛋白上，然后激活ERK1/2［3］。 2-AR 激活可導(dǎo)致p38 MAPK 雙相激活，急性早期激活在10 min 達(dá)到峰值，60 min 恢復(fù)到基本水平，而弱延遲激活發(fā)生在90 min 時(shí)并持續(xù)6 h［3］。

在急慢性肝損傷研究中，目前報(bào)道較多的是 -AR。 -AR 激動(dòng)劑可加重對(duì)乙酰氨基酚誘導(dǎo)的肝損傷，其拮抗劑可減輕四氯化碳誘導(dǎo)的肝氧化損傷、非酒精性脂肪性肝炎、肝臟壞死、脂肪變性、肝纖維化［4］。 -AR 激動(dòng)劑可減少Fas 抗體（Jo2mAb）誘導(dǎo)的肝細(xì)胞死亡。交感神經(jīng)系統(tǒng)通過 -AR 信號(hào)參與四氯化碳相關(guān)的肝脂質(zhì)過氧化、氧化性DNA 損傷和促炎細(xì)胞因子產(chǎn)生，化學(xué)交感神經(jīng)切除術(shù)基本上阻斷了四氯化碳給藥后24 h 內(nèi)觀察到的肝毒性作用［4］。在脂多糖誘導(dǎo)的肝損傷模型中，右美托咪定通過 2-AR 增加糖原合成酶激酶3 （glycogen synthase kinase 3 ，GSK-3 ）/絲裂原活化蛋白激酶磷酸酶1（mitogen activation protein kinase phosphatase 1，MKP-1）/核因子E2相關(guān)因子2（nuclear factor E2-related factor 2，Nrf2）通路活性，減輕肝臟氧化應(yīng)激和細(xì)胞凋亡［5］。

2.2 血管緊張素受體（angiotensin receptor，ATR） ATR包括1～4 型（AT1R、AT2R、AT3R、AT4R），目前研究較多的是AT1R 和AT2R。AT1R 在成人組織中大量存在，而AT2R 主要在胎兒發(fā)育期間表達(dá)并在病理?xiàng)l件下表達(dá)上調(diào)［6］。AT1R 在偏置激活時(shí)通過G蛋白途徑介導(dǎo)有效的血管收縮和血壓升高，并通過 -制動(dòng)蛋白途徑介導(dǎo)潛在的有益作用，包括細(xì)胞保護(hù)和抗凋亡［3］。雙相激活時(shí)，AT1R 介導(dǎo)的ERK1/2磷酸化在2 min 時(shí)達(dá)到第1 個(gè)瞬時(shí)峰值，然后在120～150 min 達(dá)到第2 個(gè)持續(xù)峰值［3］。ERK1/2 激活的2 個(gè)階段都有助于c-Jun 轉(zhuǎn)錄激活和細(xì)胞增殖［3］，然而只有ERK1/2 激活的第2 階段才對(duì)血管緊張素Ⅱ誘導(dǎo)的DNA 合成和細(xì)胞生長(zhǎng)產(chǎn)生影響［3］。

在肝硬化的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭校芫o張素Ⅱ激活A(yù)T1R 可以誘導(dǎo)肝星狀細(xì)胞增殖并在體外上調(diào)TGF- 1 的表達(dá)，AT1R 拮抗劑氯沙坦能夠降低中度至重度門靜脈高壓患者的肝靜脈壓力梯度［7］。也有研究表明血管緊張素Ⅱ激活A(yù)T1R，繼而磷酸化下游Janus 激酶2 和隨后的RhoA/Rho 激酶促進(jìn)肝纖維化［8］。在硫代乙酰胺誘導(dǎo)的肝纖維化模型中，使用AT1R 拮抗劑替米沙坦和氯沙坦可通過抗炎和抗氧化作用減輕肝纖維化［9］。AT2R 通常在體內(nèi)外起到對(duì)抗和平衡AT1R 介導(dǎo)的作用［10］。AT1R敲除小鼠肝纖維化的發(fā)生減少，相反AT2R敲除小鼠卻會(huì)發(fā)生更加嚴(yán)重的肝纖維化，這表明AT2R 的激活可能發(fā)揮抗纖維化和抗氧化應(yīng)激的作用［10］。

2.3 蛋白酶激活受體（proteinase-activated receptor，PAR） PAR 包括4 種亞型：PAR1、PAR2、PAR3、PAR4。PAR1 是凝血酶的高親和力受體，廣泛表達(dá)于成纖維細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、血小板和內(nèi)皮細(xì)胞［11］。PAR2 在內(nèi)化激活時(shí)可結(jié)合網(wǎng)格蛋白，繼而激活ERK1/2 信號(hào)［3］。凝血酶結(jié)合PAR1/PAR3 可導(dǎo)致表皮生長(zhǎng)因子受體反式激活［12］。

在缺血再灌肝損傷小鼠模型中，PAR1 主要表達(dá)于肝竇內(nèi)皮細(xì)胞，且在肝缺血再灌后表達(dá)增加，PAR1 拮抗劑可減輕肝損傷和肝竇內(nèi)皮細(xì)胞的凋亡［13］。在四氯化碳誘導(dǎo)的肝纖維化模型中，肝星狀細(xì)胞上表達(dá)的PAR1 通過促進(jìn)肝星狀細(xì)胞的增殖活化和膠原沉積加重肝纖維化［14］。PAR1 可導(dǎo)致多種與NAFLD 相關(guān)的病理變化，包括肝臟脂質(zhì)積聚、炎癥和肝細(xì)胞損傷，同樣，在2,3,7,8-四氯二苯并-對(duì)-二 英（2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin）誘導(dǎo)的NAFLD 中PAR1 也可促進(jìn)肝纖維化［15］。PAR2主要表達(dá)于肝星狀細(xì)胞、匯管區(qū)成纖維細(xì)胞 、肝竇內(nèi)皮細(xì)胞等。PAR2 的表達(dá)與NAFLD 的嚴(yán)重程度和血漿膽固醇水平相關(guān)，研究表明PAR2 通過激活JNK1/2 調(diào)節(jié)肝臟脂質(zhì)和膽固醇穩(wěn)態(tài)［16］。PAR2 也可通過抑制腺苷酸活化蛋白激酶介導(dǎo)的自噬促進(jìn)高脂飲食誘導(dǎo)的肝脂肪變性［17］。在肝纖維化患者中，當(dāng)組織因子表達(dá)上調(diào)時(shí)，PAR2 被胰蛋白酶類蛋白酶、蛋白裂解酶及凝血因子Ⅶa 和Ⅹa 激活，而PAR2 抑制劑可減輕肝纖維化［18］。

2.4 G 蛋白偶聯(lián)膽汁酸受體5（G protein-coupled bile acid receptor 5，TGR5） TGR5 為GPCR 視紫紅質(zhì)樣受體家族的成員［19］，普遍表達(dá)于嚙齒動(dòng)物和人體組織中，可調(diào)節(jié)能量穩(wěn)態(tài)和葡萄糖代謝［20-21］。TGR5 在肝臟中高度表達(dá)，特別是在非實(shí)質(zhì)細(xì)胞如庫普弗細(xì)胞、肝竇內(nèi)皮細(xì)胞和膽管細(xì)胞［21］。TGR5可調(diào)節(jié)肝臟微循環(huán)、炎癥、組織再生、膽汁分泌及膽囊充盈［22］。研究表明，TGR5缺失小鼠更易產(chǎn)生炎癥性肝損傷、膽汁淤積性肝損傷、肝纖維化。在原發(fā)性硬化性膽管炎患者的膽管上皮細(xì)胞中，TGR5 水平降低可促進(jìn)反應(yīng)性膽管上皮細(xì)胞表型的發(fā)展，加重膽道損傷［23］。TGR5 激動(dòng)劑可以改善炎癥性肝損傷、膽汁淤積性肝損傷、NAFLD，并改善肝臟疾病的肝外并發(fā)癥，如膽汁淤積性瘙癢［22］。TGR5 抑制劑可延緩多囊性肝病和膽管癌的進(jìn)展［22］。

2.5 鞘氨醇1-磷酸受體（sphingosine 1-phosphate receptor，S1PR）2 S1PR 屬于GPCR 超家族視紫紅質(zhì)樣受體家族［24］。在哺乳動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)其有5 種亞型：S1PR1、S1PR2、S1PR3、S1PR4 和S1PR5。在嚙齒動(dòng)物和人體肝臟中，S1PR2 主要表達(dá)在肝細(xì)胞、膽管細(xì)胞、肝星狀細(xì)胞、肝肌成纖維細(xì)胞、肝竇內(nèi)皮細(xì)胞和巨噬細(xì)胞［25］。研究表明，在膽管結(jié)扎小鼠模型中，S1PR2 在肝臟和膽管細(xì)胞中的表達(dá)水平升高，S1PR2敲除小鼠膽汁淤積誘導(dǎo)的肝損傷減輕，膽管細(xì)胞增殖、炎癥和肝纖維化減少［26］。進(jìn)一步的機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)，S1PR2 通過激活ERK1/2-SphK2 信號(hào)通路導(dǎo)致組蛋白乙酰化增加和參與細(xì)胞增殖和代謝基因表達(dá)上調(diào)，促進(jìn)肝纖維化；通過激活ERK1/2-NF- B信號(hào)通路增加環(huán)氧合酶2 等多種炎癥因子的表達(dá)，促進(jìn)肝纖維化；或直接通過激活ERK1/2 誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)，促進(jìn)肝纖維化［26］。

2.6 G蛋白偶聯(lián)受體120 （G protein-coupled receptor 120，GPR120） GPR120 又稱游離脂肪酸受體4，主要表達(dá)于腸細(xì)胞、脂肪細(xì)胞和巨噬細(xì)胞，GPR120 已被公認(rèn)為代謝性疾病的潛在治療靶點(diǎn)。有研究表明，GPR120 表達(dá)降低可能促進(jìn)了非酒精性脂肪性肝炎進(jìn)展過程中的炎癥反應(yīng)［27］。GPR120已被確定為 -3 脂肪酸的第1 個(gè)受體，并介導(dǎo)其抗炎作用［28］。Raptis 等［28］研究發(fā)現(xiàn)，在缺血再灌注肝損傷模型中，GPR120 表達(dá)于庫普弗細(xì)胞，使用GPR120 激動(dòng)劑GW9508 能減輕肝損傷，而耗竭庫普弗細(xì)胞或用siRNA 干擾GPR120表達(dá)都會(huì)消除這種保護(hù)作用；進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)GPR120 對(duì)肝損傷的保護(hù)作用與抑制NF- B/JNK 介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)有關(guān)。然而在Baker 等［29］研究中GPR120 似乎并沒有肝保護(hù)作用，該研究發(fā)現(xiàn)在缺血再灌注肝損傷模型中，魚油（富含 -3 脂肪酸和維生素E）預(yù)處理能夠減輕GPR120敲除小鼠的肝損傷，這種矛盾結(jié)果的出現(xiàn)可能是因?yàn)镽aptis 等［28］使用的GW9508 為合成的、非特異性游離脂肪酸受體激動(dòng)劑，也可能是因?yàn)楹慕邘炱崭ゼ?xì)胞產(chǎn)生了額外的影響。

3 小結(jié)與展望

GPCR 是細(xì)胞表面最大的受體家族，因其能夠調(diào)控許多病理生理過程且在細(xì)胞表面具有可以成藥的靶點(diǎn)，一直是藥物靶點(diǎn)研究的重要領(lǐng)域。肝臟是人體的重要器官，具有代謝、解毒、分泌和排泄膽汁等功能。在受到有害因素侵襲后發(fā)生肝損傷如缺血再灌注肝損傷、膽汁淤積性肝損傷等的過程中，有許多GPCR 通過信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)發(fā)揮作用。通過對(duì)GPCR 參與肝損傷的研究可為進(jìn)一步找到潛在的藥物靶點(diǎn)提供思路和依據(jù)。