非酒精性脂肪性肝炎、胰岛素抵抗与过氧化物酶增殖物激活受体的关系

王素格 刘博玲 蒋树林

非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepatitis，NASH)是遗传—环境—代谢应激相关因素所致的以肝细胞脂肪变性为主的临床病理综合征中的一种中间类型，大多由单纯性脂肪肝演变而来。进一步可发展为肝纤维化、肝硬化及肝衰竭，甚至肝细胞癌。近年来脂肪肝的发病率呈日益增长的趋势，在我国仅次于病毒性肝炎，已成为人们普遍关注的一个公共健康问题，但其发病机制目前尚未明确。众多研究表明胰岛素抵抗(IR)不仅是非酒精性脂肪肝(NAFLD)的触发因素，而且还可能是单纯性脂肪肝向NASH乃至肝纤维转变的中心环节［1－3］;此外，NASH本身也可能诱发及加重IR。随着对胰岛素增敏剂尤其是噻唑烷二酮类药物作用机制的研究，发现这类药物的作用靶点可能在于一种核转录因子，即过氧化物酶体增殖物激活受体(peroxisome proliferator-activated receptors，PPARs)。因而对PPARs的研究成为了一种新的热点，人们希望通过对PPARs与IR之间的关系的深入研究，找到一条能够改善NASH炎症程度及脂肪变性的途径。本文就近年来有关这方面的研究作一综述。

1 NASH与IR

大量动物及临床实验均证实IR是NAFLD发生、发展的重要机制。有资料显示，肝内脂肪变性通过刺激糖异生和c-JunN-末端蛋白激酶(TNK)途径导致胰岛素抵抗的肝细胞内脂肪堆积，同时扰乱正常胰岛素信号，加重IR，形成一个病理状态下的正反馈。而IR也同样促进NAFLD形成，当发生IR时，其对胰岛素敏感性脂肪酶的抑制作用减弱，脂肪组织大量动员，血清中游离脂肪酸(FFA)浓度迅速升高，肝脏对FFA摄取随之增加。早期代偿性高胰岛素血症尚能促使其大量转变为三酰甘油(TG)，当进一步发展时，载脂蛋白B(APOB)合成相对减少以及肝细胞的损伤导致大量TG无法运出，在肝细胞中贮积，而这种因素被认为是NASH重要致病因素［1］;这时，一方面，肝细胞β氧化效应过度活化，导致了大量活性氧(ROS)的产生，从而形成了氧应激损伤，并促进了NASH的发生发展。另一方面，多余的FFA在肝脏中蓄积，而FFA具有很强的细胞毒性，它可以损害细胞膜、线粒体和溶酶体膜等，引起细胞内微器损害，而且还能明显地加强细胞因子如:TNF-α、IL-6、IL-8等的毒性，导致肝实质细胞脂肪变性、坏死、炎细胞浸润及加重IR等改变［4－6］。

2 NASH与PPARs

过氧化物酶体(peroxisome，简称P)是参与脂肪氧化细胞器，P 的增殖剂(peroxisome proliferators，PPs)［7］作用于一种甾体类激素受体即P增殖活化受体(peroxisome proliferators-activated receptor，PPAR)［8］而发挥生物学效应。PPAR 受体首先与配基结合而被激活，然后与视黄酸X受体(cis-retinonic acid receptor，RXR)结合形成杂二聚体，再与所调节基因启动子上游的过氧化物酶体增殖物反应元件(Peroxi-some proliferator response elements，PPRE)结合，从而改变靶基因的转录，产生多种生物学效应，是调节脂质代谢、脂肪生成、胰岛素敏感、炎性反应、细胞生长和分化的重要因子，也是重要的肝脏代谢调节分子，作为脂质的传感器调节着大量基因序列的表达，因此在调节代谢方面起着重要作用。它包括3种亚型:PPARα、PPARβ/δ、PPARγ，这三种亚型分别由不同基因编码，其结构功能各异，其中PPARα、γ与NASH关系较为密切。

2.1 PPARα主要表达于脂肪酸氧化速度较快的肝细胞、心肌细胞、肠上皮细胞、肾近曲小管细胞等，以单一形式存在。其主要的天然配体是一些饱和及不饱和脂肪酸，如棕榈酸、油酸、亚油酸，它们作用于PPARα后活化与脂肪酸分解有关的酶。有证据表明，花生四烯酸代谢产物白三烯B4(LTB4)也是PPARα天然配体，LTB4激活PPARα可刺激过氧化物酶体对白三烯等炎症介质的β氧化，说明PPARα对炎症介质进行负反馈调节，发挥对肝细胞的保护作用。

2.2 PPARβ/δ表达较为广泛，几乎在所有组织中均有低水平表达，在脑、脂肪及皮肤组织中表达水平相对较高。目前已知的PPARβ/δ配体较少，内源性花生四烯酸环氧化酶代谢产物前列环素和亚油15脂氧酶(15-LOX)代谢产物13-S-HODE是天然配体。人工合成的复合物包括L-165041和GW501516是PPARβ的合成配体。PPARβ/δ激动剂在肝脏和脂肪组织中，通过限制甘油三酯的合成和聚集，减少脂质的沉积，促进脂肪酸的氧化和利用;另外，PPARβ/δ还具有抗炎作用，用人工合成的PPARβ/δ配基处理巨噬细胞，则减少了炎症分子产物如单核细胞趋化蛋白1(MCP.1)。

2.3 PPARγ主要表达于脂肪组织，在肝细胞也有表达，但不占主导。其主要生理效应是促进脂肪组织摄取脂肪酸并以脂肪的形式储存，从而降低血中游离的脂肪酸(FFA)。在肝细胞，这种效应似乎对已经脂肪化的肝细胞不利，但对肝细胞内过量的FFA，可能起到保护肝细胞免受FFA损伤的作用。目前已知PPARγ有多种配体和激活物，主要分为人工合成型配体和天然型配体两大类。其天然型配体是一些脂肪酸及其衍生物，如亚油酸在病理生理状态下被15脂氧酶氧化产生的9羟基十八烯酸(9 HODE)和13 HODE(hydroxyoc-tad-ecadien iocacid)以及PGD2 的代谢产物15d-PGJ2(15 DeoxyΔ12，14 prostaglandinJ2)。其中15d-PGJ2是PPARγ强有力的天然配体;人工合成型配体包括胰岛素增敏剂噻唑烷二酮类(TZDs)药物(匹格列酮，罗格列酮，环格列酮和吡格列酮)、非甾体类药物(消炎痛，舒林酸，布洛芬等)和白三烯及 D4受体拮抗剂乳白蛋白-酵母酶(LY171883)。

3 PPARs与IR的关系

3.1 PPARα与IR IR可引起脂肪在肝细胞内沉积是发生NASH的基础，有研究表明PPARα是调节胰岛素敏感性的一个重要因素。PPARα激活后可以减少脂质沉积，改善肝脏炎症。在2型糖尿db/db小鼠和OLETF肥胖大鼠，用PPARα激动剂处理可以明显改善胰岛素抵抗和血糖水平［9］。同样，在肥胖糖尿病大鼠PPARα激动剂苯扎贝特可以明显改善糖耐量受损和胰岛素抵抗。这些均说明PPARα在胰岛素敏感性的体内调节中起着重要作用。机制可能是:(1)PPARα的直接靶点是过氧化物酶体β氧化和过氧化物酶体ω氧化途径中关键酶转录和蛋白水平，包括脂酰辅酶A、肉毒碱、棕榈酰转移酶I、甲羟戊二酸单酰辅酶A合酶和细胞色素P4504A酶(CYP4A)［10］。此外，PPARα启动后可以通过诱导丙酮酸脱氢酶激酶4(pyruvate dehydrogenase kinase-4，PDK4)表达，这些因素均可促进肝内脂肪酸的氧化，使合成的脂肪酸和局部脂肪酸水平降低。(2)降低了血浆TG含量［11］其机制是:①增加脂蛋白脂酶(LPL)活性和富含TG脂蛋白的亲和性，减少载脂蛋白(apo)c-Ⅲ含量，而apoCⅢ不仅能抑制LPL的活性，而且还可减少LDL的生成，因apoCⅢ是LDL和VLDL的主要成分，从而促进TG的水解;②促进乳糜微粒和极低密度脂蛋白胆固醇的代谢，增加脂肪酸(FA)吸收，增加FA分解代谢和减少FA的合成;③增加LDL受体亲和力，促进LDL分解代谢;④还可通过减少羟甲戊二酰辅酶A(HMG-CoA)还原酶前体的合成而抑制HMG-CoA，增加apoAI和apoAII的合成，提高HDL的水平，从而加速胆固醇的逆转运。(3)可降低某些参与IR的细胞因子合成，如肿瘤坏死因子-α(TNF-α)不仅直接损伤肝细胞，而且可抑制胰岛素的信息转导通路，而PPARα激活物可通过抑制细胞核因子κB(NF-κB)亚单位P65/ReLA转录活性，抑制NF-KB的信息转导通路，减少TNF-α产生，增强胰岛素的作用;而 PPARα也可下调白介素-6(IL-6)受体和信号转导蛋白 gp130的表达［12］，改善 IR。(4)体重与胰岛素敏感性呈负相关，脂肪组织在调节全身糖代谢中起关键作用［10－12］激活PPARα能阻止脂肪组织肥大，还可能通过其他机制减少食物摄入，如通过诱导肝脏和棕色脂肪组织(BAT)中的解偶联蛋白(UCPs)表达，增加β3-肾上腺素能受体，β3-肾上腺素能受体在白色脂肪组织(WAT)和BAT的表达在脂解作用和产热中起了重要作用。通过增加脂肪组织的消耗，调节糖代谢，改善IR。尽管对胰岛素抵抗起主要作用的还是PPARγ，但正因为PPARα与PPARγ相比，其主要生理作用在于调节脂类的摄取和氧化，因而对脂肪变了的肝细胞清除脂肪有利。

3.2 PPARβ/δ 与IR 目前，有关PPARβ 基因的研究报导很少。其受体可能与IR有关。在患代谢综合征的灵长类动物模型，PPARβ人工合成型激动剂GW501516能有效地降低血浆胰岛素水平，同时对血糖控制没有负面影响。同样，在代谢综合征模型ob/ob小鼠，PPARβ特异激动剂能显著改善葡萄糖耐量和胰岛素抵抗。虽然潜在的机制还不清楚，但骨骼肌中PPARβ/δ的活化导致的脂肪酸分解代谢增加，胆固醇外排和能量消耗增加，都可能与PPARβ/δ激动剂改善血脂紊乱及减轻胰岛素抵抗有关。另外，有脂肪组织PPARβ/δ基因超量表达的转基因小鼠中，PPARβ/δ可以激动β氧化酶和三磷酸甘油水解酶，使其参与类脂化合物的新陈代谢，并影响线粒体的活性，使脂肪贮存转变为产热过程［13］。这些研究结果说明PPARβ/δ可以加快新陈代谢并促进脂肪氧化加快。PPARβ/δ也可能起到协助PPARα和PPARγ的作用［14］。

3.3 PPARγ与IR 无活化的PPAR在配体作用下通过改变PPAR的磷酸化状态而使其激活，而PPARγ被活化后，能够促进前脂肪细胞分化，增强脂肪细胞对胰岛素的敏感性，改善机体的胰岛素抵抗。另外，Akiyama等［15］认为PPARγ的活性与胰岛素抵抗之间成U形曲线关系。通过对PPARγ与脂肪细胞分化及肥胖关系的研究，发现适当抑制PPARγ活性可改善胰岛素抵抗［16］。PPARγ被激活后改善IR的作用机制可能是:(1)调节脂肪细胞的内分泌功能。脂肪细胞既是能量储存细胞，又是活跃的内分泌细胞，可分泌TNF-α、瘦素、脂联素及胰岛素抵抗因子(resistin)等因子，可引起IR。肥大的脂肪细胞分泌功能更强。而PPARγ激活后不仅使脂肪细胞减少TNF-α及其他信号分子的分泌，并且能促进脂肪细胞分化，使小脂肪细胞的数量增加而大脂肪细胞及高热量细胞的数量减少，而小脂肪细胞对胰岛素的反应性更强，有利于促进葡萄糖摄取，从而降低IR，部分增加胰岛素敏感性。(2)增强胰岛素信号的传导。磷脂酰肌醇3激酶(PI-3K)是靶细胞介导葡萄糖进入细胞内的关键性激酶，具有反馈抑制胰岛素受体底物的作用。活化的PPARγ能促进PI-3K亚单位p85的表达，同时增加cCbI相关蛋白的转录，促进胰岛素信号传导，减轻胰岛素抵抗。(3)调节机体的能量分布。PPARγ参与脂肪细胞分化，用PPARγ激动剂可引起脂肪发生变化，能促使白色脂肪组织中一系列与脂肪生成、转运、储存、氧化有关的基因表达升高，并能使纤维母细胞定向分化成脂肪细胞，而其在骨骼肌中表达却明显减少，对内脏则无此作用，最终结果是促进TG在外周组织的分解，增加其在脂肪组织中的合成。(4)增加糖-脂循环。葡萄糖转因子是接运葡萄糖入细胞供线粒体氧化的必要介质，活化的PPARγ能促进葡萄糖转运载体GLUTl、GLUT2和GLUT4的表达，选择性地诱导脂蛋白脂酶和乙酰辅酶A在脂肪组织的表达，使脂肪组织中脂肪酸和脂质清除增加。脂肪酸消耗增加从而改善胰岛素的敏感性。(5)抑制胰高血糖素的生成。在Ⅱ型糖尿病中，胰高血糖素的升高是除了高血糖、胰岛素抵抗之外的又一表现。在胰岛α细胞中，活化的PPARγ通过抑制转录因子Pax6的活性，在转录水平抑制胰高血糖素的表达，削弱了Pax6对胰岛素的拮抗作用，改善胰岛素抵抗［17］。

总之，PPARs与NASH之间存在着一个复杂的因果关系，显而易见IR在它们之间起着轴心的作用，这一点已基本得到公认，从调节PPARs活性、改善IR来防治NASH已经成为目前NAFLD/NASH研究的活跃领域可以看出;反之，NASH在PPARs与IR之间也具有纽带作用，NASH的改善可以为糖尿病的防治创造条件。由此可见，PPARs处于多种信号转导途径的交叉点，为人们从分子水平阐明NASH拓宽了视野。未来的研究方向主要集中在对PPARs在NAFLD/NASH发病的分子及信号机制，以及与IR的内联系等诸多方面，研制开发具有不良反应小的新型PPARα、PPARγ双重激动剂，为防治NASH开辟新的途径。

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