腎素-血管緊張素系統(tǒng)在藥物性肝損傷中的研究進展

周霞 劉鴻凌

藥物性肝損傷(DILI)是一個全球性的健康問題,其發(fā)病率逐年升高,是急性肝衰竭(ALF)的最常見病因,也是藥物退市最常見原因。對乙酰氨基酚(APAP)過量是藥物誘導的ALF的主要因素,其他如抗菌藥物、草藥和膳食補充劑及抗腫瘤藥物(如酪氨酸激酶抑制劑或免疫檢查點抑制劑)最為常見。DILI臨床表現(xiàn)多樣,從無癥狀肝臟生化指標升高到出現(xiàn)肝細胞性或膽汁淤積性黃疸、肝衰竭或慢性肝炎。DILI相關肝衰竭預后較差,亦是死亡和肝移植的重要原因,未移植患者死亡率高達 60%～90%[1]。DILI的致病藥物種類很多,其代謝產(chǎn)物和損傷機制復雜,尚無特異性藥物治療。最近的研究強調腎素-血管緊張素系統(tǒng)(RAS)和脂質代謝在氧化應激反應中的協(xié)同作用,可能為DILI提供新的治療靶位[2]。

一、RAS的作用機制

RAS主要由一個酶級聯(lián)反應組成,其中血管緊張素原分別通過腎素和血管緊張素轉換酶(ACE)作用轉化為血管緊張素(Ang)I,隨后轉化為Ang II。除Ang II外,其他Ang肽如Ang-(1-7)也可能具有重要的生物活性。Ang-(1-7)源于Ang I和Ang II,是原癌基因 Mas(Mas)受體的配體,可激活廣泛表達的G蛋白偶聯(lián)受體Mas,拮抗 Ang II 在RAS中的作用。RAS是血壓和水電解質平衡的有效調節(jié)器,它還參與多種生理作用,包括調節(jié)與葡萄糖穩(wěn)態(tài)和脂肪酸代謝相關的關鍵代謝途徑。然而,由于Ang-(1-7)拮抗Ang II的作用多樣, RAS功能也異常復雜[3]。

二、RAS影響脂質代謝

在不同嚙齒動物模型中, RAS成分如腎素、ACE、Ang II型1受體和Ang II型2型受體的基因敲除,可使其免受飲食誘導肥胖的影響,并減輕肝脂肪變性。因此,在肥胖癥和2型糖尿病患者中可觀察到Ang II水平升高;相反,通過Ang-(1-7)/Mas軸,可改善脂質代謝,防止飲食誘導小鼠肝臟脂肪變性和炎癥反應。缺乏Mas受體小鼠表現(xiàn)為腹部脂肪增加、血脂異常、葡萄糖耐受不良和胰島素敏感性降低[4]。Ang-(1-7)正向作用機制涉及激活肝細胞中IRS-1/Akt/AMPKa通路,從而恢復飲食誘導肥胖小鼠肝細胞線粒體功能和糖脂代謝[5]。

目前研究表明,RAS在非酒精性脂肪肝病(NAFLD)的發(fā)生、發(fā)展中也發(fā)揮關鍵作用,而血管緊張素轉換酶抑制劑(ACEI)和Ang II受體拮抗劑可減緩NAFLD病程進展,預防脂肪肝相關肝硬化、肝細胞癌及其他并發(fā)癥[6]。DILI和NAFLD有一些共同之處,某些藥物可通過模仿 NAFLD 的病理生理機制來觸發(fā)脂肪肝和肝臟炎癥,包括線粒體功能障礙和脂肪吞噬缺陷。線粒體功能障礙是DILI的主要機制,根據(jù)其性質和嚴重程度,線粒體改變能夠引起輕度至暴發(fā)性的肝細胞溶解和脂肪變性(脂質積累)。RAS可通過對脂質代謝及氧化應激機制的調節(jié)作用于DILI[7]。

三、自噬對肝細胞的保護機制

自噬是指細胞吞噬自身蛋白或細胞器并使其包裹進入囊泡,溶酶體再將這些物質吞噬、降解,從而實現(xiàn)細胞代謝和細胞器更新的過程。真核細胞較為保守,對保持細胞內(nèi)能量平衡至關重要,是一種細胞面臨營養(yǎng)缺乏或氧化應激狀態(tài)時的保護機制。在肝細胞損傷中,自噬可以通過選擇性去除肝細胞中受損的線粒體(線粒體自噬)、脂滴(脂肪吞噬)、蛋白質聚集體和加合物,在酒精相關性肝病和 DILI 中發(fā)揮保護作用[8]。

線粒體自噬是一種針對受損線粒體降解的選擇性自噬形式。線粒體吞噬已被證明對DILI和酒精誘導的肝損傷和脂肪變性有保護作用。選擇性地去除受損線粒體可減少氧化應激,防止細胞死亡,有助于維持線粒體群體健康,維持細胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)。此外,維持健康的線粒體群體可以保持線粒體的生物能學和呼吸鏈功能。最后,健康的線粒體允許β氧化和去除脂滴(LDs),以防止脂肪變性。最典型線粒體吞噬途徑是Parkin和磷酸酶和緊張素同源物(PTEN)誘導的激酶(PINK1)途徑[8]。

脂噬也是一種特殊類型的自噬,可選擇性地識別LDs,并有效地將其整合到自噬體中,降解膽固醇和甘油三酯(TG)并釋放游離脂肪酸(FFAs),為脂肪酸氧化(FAO)提供底物[9]。長期饑餓和脂質超載反應時脂噬表達上調,抑制自噬可導致細胞內(nèi)膽固醇和TG的儲存增加,并降低脂肪酸氧化率。誘導脂噬的確切機制尚不清楚,可能涉及選擇性自噬受體,如p62、OPTN或NDP52,用于自噬小體識別LDs[9]。

許多代謝相關脂肪肝的自噬受損可能是疾病發(fā)生和發(fā)展的基礎[10]。在小鼠模型中,參與自噬的蛋白質缺失加劇了脂質超載,而自噬上調則降低了酒精性脂肪肝的肝毒性和脂肪變性。誘導自噬可能是治療某些肝病的一種有效方法。APAP是最常用的解熱鎮(zhèn)痛藥之一,美國每年有5萬例因口服APAP過量到急診室就診,1萬名需住院治療,約500人死亡[11]。線粒體功能障礙和損傷是APAP誘導細胞壞死的重要標志。增強自噬可去除受損線粒體,阻止活性氧產(chǎn)生。因此,自噬的肝保護作用可能在APAP誘導的肝損傷中具有重要價值。

四、RAS對自噬的調節(jié)

研究表明,在APAP誘導肝毒性中,增強的自噬具有保護性作用,其機制主要是通過去除受損的線粒體和APAP-蛋白加合物來減少活性氧產(chǎn)生,同時,FAO還可預防脂肪中毒[8]。值得關注的是,Ang-(1-7)/Mas軸參與自噬和脂質代謝。Mas的激活抑制了Akt信號和隨后FOXO1信號的激活,導致脂肪吞噬和FAO的誘導,從而降低APAP誘導的ROS水平,防止APAP誘導肝毒性[5,12]。

Chen等[13]在動物模型、細胞和人體樣本中,采用轉錄組、蛋白質組、非靶向代謝組及靶向脂質組等多組學聯(lián)合分析,證明Mas激活對過量APAP具有保護作用,其作用在肝細胞尤為明顯。在使用不同轉基因動物以及藥物干預研究中,盡管肝內(nèi)Mas在DILI的患者和動物模型中表達增加,但Mas1缺乏會加重APAP毒性。此外,在Mas1缺陷動物模型肝受損過程中,通過特殊藥物AVE0991激活Mas,誘導脂吞噬、脂解、FAO,可以改善APAP誘導的肝毒性(肝內(nèi)炎癥、細胞死亡、線粒體應激)。結果表明,AVE0991可增強TG分解和脂肪酸的體內(nèi)轉化。為證實自噬和FAO誘導在APAP引起肝損傷中的正向作用,以及自噬在FAO上游發(fā)揮作用,系列實驗證明自噬誘導劑和拮抗劑、以及PPAR-α激活劑或抑制劑,可通過控制基因表達參與FAO[13]。

另外,當Mas1缺陷小鼠APAP過量時,FOXO1和PI3K-Akt信號通路發(fā)生失調。使用這些信號通路的激活劑和抑制劑進行體內(nèi)和體外分析表明,Mas通過Akt和FOXO1依賴的途徑調節(jié)肝細胞的脂吞噬和FAO。將Mas激活與增強自噬和FAO在急性肝損傷中的正向作用之間聯(lián)系起來。Mas激活劑AVE0991在APAP過量后2 h發(fā)揮緩解作用,但在24～48 h卻效果甚微,這表明需更多研究來延長增強脂吞噬和FAO的效果[11,13]。

五、RAS在DILI中的應用前景

目前結果是基于肝細胞的代謝研究得出。Xiao等[14]報道,Ang-(1-7)可能通過調節(jié)p38MAPK/AP-1信號通路在LPS誘導的肝細胞損傷中發(fā)揮抗炎作用,該作用可被BRL細胞中的Mas受體選擇性拮抗劑A779逆轉。然而,在肝纖維化背景下,Ang-(1-7)也被證明在其他肝臟細胞中發(fā)揮重要作用。Ang-(1-7)通過調節(jié)脂質代謝,更精確地降低丙二酰輔酶A脫羧酶,抑制脂肪酸合成,從而減輕肝臟中主要的纖維化細胞肝星狀細胞的活化[15]。此外,Ang-(1-7)可增加肝臟中庫普弗細胞數(shù)量[16]。因此,針對其他類型細胞靶向研究,是否可以增加和/或延長Mas對APAP誘導肝損傷的保護作用,可能有一定價值。

另一關鍵問題是,通過激活Ang-(1-7)/Mas軸來治療不同肝臟疾病的優(yōu)勢,是否可以轉化為可能治療患者的藥物。RAS臨床相關性毫無疑問,因ACEI和Ang II受體拮抗劑已成為治療高血壓和高血壓相關疾病患者最成功的藥物之一。在動物和人類研究中,RAS拮抗劑也能減輕纖維化進展。Caveolin-1通過靶向Ang II,減輕AngⅡ誘導的氧化應激和炎癥,并下調蛋白激酶 C(PKC)和 p-P38/P38表達,從而對APAP誘導的肝臟血管損傷發(fā)揮保護作用[17]。有報道龍膽瀉肝湯可通過恢復ACE 2 蛋白水平和其下游靶標 Ang(1-7)含量,降低Mas受體表達,從而減輕奧氮平誘導的肝損傷和胰島素抵抗[18]。

Ang-(1-7)/Mas軸作為一種對抗Ang II受體通路的反調節(jié)系統(tǒng),Ang-(1-7)激動劑獲得可能性較大。第一個發(fā)現(xiàn)的Ang-(1-7)類似物是AVE0991,已被證明對APAP誘導肝損傷有保護作用[13]。AVE0991是一種非肽和口服活性Mas激動劑,可模擬Ang-(1-7)在血管、腎臟和心臟等器官和組織中發(fā)揮作用,降低血壓和保護腎臟功能,但尚未進行臨床研究。其他Ang-(1-7)類似物和不同制劑正被研發(fā),一些已批準用于某些臨床研究。如TXA127用于Duchenne型肌營養(yǎng)不良或先天性肌營養(yǎng)不良癥患者[19]; III期試驗評估局部DSC127加速糖尿病足潰瘍愈合的安全性和有效性[20]。Ang-(1-7)類似物真正用于臨床仍需時日,因為Mas廣泛表達,可能增加不良反應風險,治療 DILI患者的有效性和安全性仍需評估。

利益沖突聲明:所有作者均聲明不存在利益沖突。