胆囊胆固醇结石形成因素分子生物学研究进展

梅方超，赵亮，王卫星（武汉大学人民医院　普通外科，湖北　武汉　430060）



胆囊胆固醇结石形成因素分子生物学研究进展

梅方超，赵亮，王卫星
（武汉大学人民医院普通外科，湖北武汉430060）

[摘 要]近年来胆囊结石的发病率呈逐渐上升的趋势，其中以胆囊胆固醇结石为主。目前胆囊胆固醇结石的成因仍不完全明确，本文就近年该病的分子物学的相关研究进展作一综述。

[关键词]胆囊；胆固醇结石；分子生物学；发病机制

胆囊结石是消化系统的一种常见病、多发病。随着社会的发展，人们生活水平的提高、生活方式的改变，胆囊结石的发病率出现逐年上升趋势[1-2]。有研究报道西方国家成年人胆石症的发病率达10%～15%[3]，据相关文献报道我国胆石症在不同地区的发病率在3%～11%[4]，在新疆克拉玛依地区胆石症的患病率甚至高达15.5%[5]。胆囊结石在保守治疗无效时需采取手术治疗，有研究认为40%的40岁以上的胆囊结石患者需要采用手术治疗[6]；而术后可能出现结石复发、结石残留、胆漏、腹腔感染、胆肠吻合口狭窄等并发症需再次手术，有相关研究认为肝胆结石术后再次手术率高达13.67%[7]。研究胆囊结石的病因，对于治疗和预防胆石症有一定的指导意义。

胆固醇结石的形成是一个复杂的过程，目前对胆囊结石的形成机制尚不完全明确，国内外研究人员对此进行了大量的探索，从胆固醇溶解热力学平衡紊乱、胆道运动学异常和胆汁中促成核、抗成核因子平衡异常等研究，发展到分子生物学、基因学等微观领域。胆固醇结石是胆囊结石的主要类型，本研究主要对胆囊胆固醇结石成因的分子生物学相关研究进展作如下综述。

1 肝脏在胆固醇结石形成中的作用

胆汁中胆固醇过饱和是胆固醇结石发病的主要原因和先决条件，胆汁中的主要成分是肝脏合成、摄取和分泌，胆固醇过饱和胆汁的形成与肝脏代谢过程有关[8]。胆汁中的主要成分是胆固醇、磷脂和胆汁酸，肝脏胆固醇合成增加或（和）磷脂及胆汁酸合成减少都可导致胆汁中的胆固醇过饱和。

1.1HDL、SRBI及LRH-1

BI型清除剂受体（scavenger receptor B type I，SRBI）是在分子水平上第一个确定的高密度脂蛋白（high density lipoprotein，HDL）受体，SRBI在肝脏组织表达并可参与胆固醇在细胞与HDL之间流动。Jiang等[9]在研究胆结石患者中发现，SRBI在胆结石患者的肝组织中表达明显升高，表明胆汁胆固醇增加可能主要来源于SRBI对血清HDL胆固醇的转运。肝脏受体类似物1（liver receptor homologue 1，LRH-1）在胆固醇逆转运、胆汁酸合成和胆汁酸肠肝循环过程中起到重要的调节作用，SRBI的转录表达受到LRH-1的调节[10]。同时任明等[11]研究小鼠胆石症时发现，胆囊胆固醇结石的形成同肝脏LRH-1的表达异常相关，LRH-1可能参与小鼠胆结石的形成，LRH-1可能通过调节SRBI的表达，增加了胆汁中胆固醇的含量，进而导致胆汁中的胆固醇过饱和状态。

1.2HMG-CoAR、C7H、ACAT

肝脏3-羟基-3-甲基-戊二酰辅酶A还原酶（HMG-CoAR）、胆固醇7a-羟化酶（C7H）和乙酰辅酶A-胆固醇酰基转移酶（ACAT）是肝脏胆固醇调节重要酶。Zhao等[12]研究认为HMGCoAR是肝脏合成胆固醇一种重要的限速酶，其增多时可以促进肝脏合成胆固醇增加，同时肝脏内蓄积的胆固醇也相应的增加，胆汁中胆固醇饱和指数上升与肝脏合成的胆固醇增加可能有一定的关系。有研究发现，致石饲料喂养C57、AKR小鼠后，HMG-CoAR表现活性低调节，C7H活性下降，提示肝脏胆固醇的高分泌与HMG-CoAR和C7H调节异常相关[13]。ACAT在致石饲料喂养C57、AKR小鼠肝脏中活性升高，提示肝脏ACAT的调节主要在转录后水平[14]，同时有研究表明肝脏ACATmRNA在致石饲料喂养C57、AKR小鼠肝脏中无明显变化，提示ACAT的mRNA的表达可能与胆囊胆固醇结石形成无明显关系[15]，具体的机制尚需进一步研究。有研究表明，C57鼠肝脏HMGCoAR基因抵抗下调与核型SREBP-2的高表达相关，提示C57鼠还存在转录因子表达异常[13]。

1.3ABCG5/ABCG8、ABCB4、ABCB11

ABCG5/ABCG8是甾醇转运蛋白，与肝细胞胆固醇分泌相关，ABCB4与肝脏磷脂的分泌相关，ABCB11与肝脏胆汁酸盐的分泌相关[16]。有研究认为ABCG5和ABCG8在胆石的形成中起到一定的作用，可能与胆汁胆固醇过饱和相关[17-18]。有研究表明，在易成石小鼠C57L中发现ABCB11的表达未增加，随着胆汁中胆固醇含量的增加，而胆汁中胆汁酸分泌未相应增加，从而易导致过饱和胆固醇胆汁的出现[16，19]。有研究表明ABCB4在胆石症患者中表达无差异，在ABCB4变异时，胆汁中磷脂含量极低可导致一种特殊类型的胆石症，称为磷脂含量降低相关的胆石症（low phospholipids associated cholelithiasis，LPAC）[20]。另有研究认为ABCB4表达的变化在（primary intrahepatic stones，PIS）形成中没有明显的相关性[21]。

1.4LXRa、FXR、SXR

肝X受体a（liver X receptor a，LXRa）在体内调节ABCG5和ABCG8的表达，LXRa可因胆固醇的氧化产物氧化胆固醇刺激表达，进而使ABCG5与ABCG8的表达增加[22]。王蕾等[23]研究发现，胆石症患者ABCG5和ABCG8表达增加导致胆汁胆固醇过饱和，与肝脏LXRa表达增加的刺激作用有关。有研究表明胆囊胆固醇结石患者肝脏法尼醇受体（farnesoid X receptor，FXR）表达与对照组无差异，提示FXR可能与胆囊胆固醇结石形成无关[24]。人类固醇异生物受体（steroid xenobiotic receptor，SXR）具有核受体高度保守同源的序列，可在肝脏表达分布，有研究发现SXR在胆囊胆固醇结石患者的肝脏与对照组无明显变化，提示SXR在肝脏中的表达同胆囊胆固醇结石的发生可能无关[25]。

1.5羧基肽酶E、微囊蛋白-1

羧基肽酶E（CPE）是一个外周的膜蛋白，可与众多激素酶原特异性地结合并催化它们转变为相应的激素发挥作用。有研究表明CPE变异与小鼠胆囊胆固醇结石的形成关系密切[26]。据相关文献报道，在人体肝脏中的CPE表达下降时，胆囊收缩素原转化为胆囊收缩素（CCK）减少，而CCK缺乏导致胆囊收缩障碍，小肠运动减缓，使胆汁饱和度增加，进而致胆结石形成增加[27]。微囊是细胞质膜上向内凹陷形成的囊泡状结构，参与调节胆固醇转运，而微囊蛋白-1在囊泡转运、胆固醇稳态及脂质运输中具有重要作用。有研究表明有研究提示微囊蛋白-1在肝脏和胆囊组织中的表达变化调节脂质代谢和胆固醇转运，在胆囊胆固醇结石的最终形成起到了一定的作用[28]。

2 胆囊在胆固醇结石形成中的作用

胆囊黏膜吸收分泌功能异常，胆囊的动力学改变都影响胆囊胆固醇结石的形成。

2.1胆囊中胆固醇的吸收

腺苷三磷酸结合盒转运体A1（ABCA1）是细胞膜脂质转运调节蛋白，促进细胞内游离胆固醇和磷脂的流出，在胆固醇逆转运（RCT）和高密度脂蛋白（HDL）生成的起始步骤中起到重要作用[29]。有研究表明胆囊结石同胆囊黏膜中ABCA1的表达减弱相关[30]，提示ABCA1参与胆囊黏膜对脂质的吸收，当ABCA1的表达减弱，胆囊黏膜对脂质的吸收和转运能力下降，加剧了胆固醇的过饱和，促进胆固醇结石的形成。B族I型清道夫受体（SR-BI）可以参与胆固醇的选择性摄取，有研究表明胆囊结石同胆囊黏膜SR-BI表达减少相关[31]。

2.2胆囊中胆汁酸的吸收

有研究表明G蛋白偶联胆汁酸受体1（GPBAR1）定位在人体胆囊黏膜上皮细胞顶膜侧，且在胆囊结石胆囊黏膜中表达明显增强[32]。而在研究给GPBAR1基因敲除小鼠喂养致石饮食时发现，基因敲除小鼠不易形成胆囊结石，提示GPBAR1表达与胆囊结石形成有一定的关系[33]。同时有研究表明多药耐药相关蛋白-3、4（MRP3、MRP4）蛋白在胆囊胆固醇结石人群中的表达高于无胆固醇结石的人群，提示MRP3、MRP4促进胆囊胆固醇结石的形成[34]。

2.3胆汁中蛋白

骨桥蛋白（OPN）是一种非胶原性酸性骨基质糖蛋白，可通过分子内部一RGD序列与受体avβ3整合蛋白结合参与钙离子的代谢和组织的矿化[35]。有研究报道胆囊黏膜上皮细胞表达OPN，在脱落的胆囊上皮细胞也有OPN的表达，同时发现在胆囊胆固醇结石的胆囊上皮中OPN的表达显著增高[36]，提示在胆固醇结石的形成过程中OPN可能起到一定的作用。另有研究表明OPN作为一种抑制成核因子在胆囊胆固醇结石中发挥作用，而胆结石的形成是因为OPN不能持续增强，进而使促/抑成核因子平衡体系发生改变，最终胆汁中的胆固醇相应增多，形成胆囊胆固醇结石[37]。有研究表明胆囊结石组中黏蛋白5AC（MUC5AC）较对照组中MUC5AC表达的阳性率明显升高，提示MUC5AC可能参与到胆囊结石的形成[38]。钙连蛋白和钙网蛋白（CRT）是定位在内质网上同源性的分子伴侣，与糖蛋白的分泌有一定的相关[39]。有研究表明在胆固醇结石患者中CRT表达上调，CRT上调引起促成核因子的合成增加或修复错配增多，结果导致结石形成[40]。

3 小肠与胆囊胆固醇结石的关系

近年来，对小肠运动在胆囊胆固醇结石形成过程中的作用逐渐受到重视，有研究表明，胆囊结石患者胆汁的肠道运输时间延长[41]，肠蠕动功能不良，可使胆盐在小肠的停留时间延长，DCA生成增多。另有研究表明，小肠运动功能减退可以促进胆固醇结石的形成，在胆结石形成之前已经出现小肠运动功能转运减退，说明小肠运动功能减退是胆结石形成的原因之一[42]。肠道转运可以影响到胆囊的运动功能，促进结石形成，然而导致小肠动力下降的始动因素尚不完全明确，Cajal间质细胞（interstitial cells of cajal，ICCs）在胃肠动力中可能起到一定的作用，有研究认为ICCs是慢波的起搏细胞，可以调节胃肠平滑肌节律性运动，当缺乏ICCs时，小肠推进蠕动消失，出现胃排空延迟及胆汁的反流[43]，关于小肠功能减退与胆结石形成的机制尚需进一步研究。

4 其他因素

其他如脂质代谢障碍、糖尿病、脂肪肝、胃切除手术、雌性激素、细菌感染等因素都可能与胆结石的形成有一定的关系。

5 结论

综上所述，胆囊胆固醇结石是一个多因素性疾病，由外界环境因素及遗传因素复杂相互作用的结果。目前肝脏、胆囊胆固醇代谢异常导致胆汁中胆固醇过饱和及致石的分子、基因是研究的热点。随着研究的深入，将有可能明确胆囊胆固醇结石形成的关键基因并了解其功能，有助于胆结石的预测，并对预防和治疗胆结石有一定的意义。

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（本文编辑：鲁翠涛）

[通讯作者简介]王卫星，教授，博士，E-mail：sate.llite@163.com。

作者简介][第一梅方超（1986-），男，湖北黄冈人，硕士。

[基金项目]湖北省自然科学基金项目（2013CFB458）。

[收稿日期]2015-07-17

[中图分类号]R575.6

[文献标识码]A

doi:10.11952/j.issn.1007-1954.2016.02.024