脂质组学在非酒精性脂肪性肝病中的研究进展

路晓茅

天津市第三中心医院分院内分泌科 (天津 300182)

随着经济的发展，非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)在全球范围内的发病率急剧上升，并已成为21世纪重要的公众健康问题之一[1]。自20世纪，“组学”的概念开始兴起，为分子生物学研究开辟出了一个新的研究领域，目前已先后涌现出诸如基因组学(genomics)、转录组学(transcriptomics)等分支。2003年，脂质组学(lipidomics)这一概念首次在国际上被正式提出。脂质是一类不溶于水但可溶于乙醚、氯仿等有机溶剂的有机小分子物质，主要是脂肪酸及其与醇类作用的产物，以及与生物合成及功能相关的衍生物[2]。脂质组学则主要通过技术手段对生物体、组织或者细胞内部的整体脂质成分及与其存在相互作用的分子和基因的表达进行系统性分析，通过不同状态下脂质代谢及其代谢调控的比较，了解脂质的结构及功能，识别关键的脂质标志物，从而揭示脂质在代谢网络中的作用机制。由于脂质分子结构的复杂化和多样化，目前关于脂质对调节生物体各项功能的机制尚不完全清楚，但随着研究技术手段不断发展，脂质组学研究也在飞速发展。现就脂质组学在NAFLD中的研究进展做一综述。

1 甘油酯类

2007年Puri等[3]对NAFLD人群进行了脂质组学研究，利用毛细管气相色谱法对非酒精性单纯性脂肪肝(NAFL)、非酒精性脂肪性肝炎(NASH)及对照组3组共27人进行肝脏脂质测定，发现在NAFL及NASH组的三酰甘油(TAG)、二酰甘油(DAG)均有明显升高，尤其是在NAFL组升高明显，游离脂肪酸(FFA)的水平变化不显著，TAG/DAG比值在从对照组到NAFL乃至NASH组呈逐渐升高趋势。Gorden等[4]对健康及NAFLD的人类及小鼠模型的肝组织提取物进行脂质组学分析，发现健康人及病变患者的肝脏磷脂成分在含有DAG的脂质成分中存在显著差异，再次证实了DAG转移酶在NAFLD及肝硬化的发生发展中发挥作用，认为DAG的显著增加是NAFLD的标志，同时DAG参与NAFLD时TAG、磷脂酰胆碱(PC)、磷脂酰乙醇胺(PE)等脂类水平的改变，可能是推动NAFLD发展的重要脂质信号分子。

2 甘油磷脂

磷脂的分子结构有两极性，含氮或磷元素的一端为亲水端，另一端的长烃基链为疏水端，是构成生物膜的主要成分，在人体内含量较丰富。由甘油构成的磷脂称为甘油磷脂。甘油磷脂在NAFLD患者体内分布情况存在差异。Puri等[3]的研究中发现肝脏总PC水平在NAFL及NASH组低于正常对照组，认为与DAG的合成增加有关。Gorden等[4]于2015年对总共88例观察对象根据肝活检分为正常对照组、脂肪变性组、脂肪性肝炎组及肝硬化组，应用液相色谱-质谱联用(LC-MS)法分析肝组织、血及尿液标本的脂质谱，发现甘油磷脂存在差异，溶血性磷脂酰乙醇胺(LPE)水平随着肝活检的恶化呈降低趋势，其在NASH对比NAFL更低且差异有统计学意义。但Anjani等[5]对肥胖的NASH妇女进行减肥手术前后的循环血及手术时的肝门系统静脉血进行分析，发现NASH妇女循环血液中PC、PE、磷脂酰肌醇(PI)、磷脂酰甘油(PG)、溶血性磷脂酰胆碱(LPC)水平均升高，减肥手术后大多数PG水平仍高，NASH患者肝门静脉血的PG和PE显著增加。在NAFLD中肝脏及血清的甘油磷脂改变提示了疾病状态下肝脏合成代谢及酶体的异常。

此外，缩醛磷脂是一种独特的膜磷脂，是在sn-1位含有乙烯基醚键的脂肪醇，在甘油骨架的sn-2位置富含多不饱和脂肪酸(PUFA)，被认为对组织的氧化损伤具有保护作用。Eisinger等[6]关于脂肪肝小鼠肝脏的实验结果发现，总的缩醛磷脂水平无显著改变，但含18碳的缩醛磷脂明显升高。Gorden等[4]发现含PUFA的PE及与醚结构相关的部分在NASH中比NAFL更高。Yang等[7]发现血清胆碱缩醛磷脂、乙醇胺缩醛磷脂在人类NAFLD血清中均降低。在现有研究中缩醛磷脂在疾病中表达不同的原因目前尚不清楚，可能与研究对象处于同一疾病分型的不同阶段有关，需要进一步研究以证实。

3 鞘脂类

鞘脂的核心结构是鞘氨醇，具有两极性，一端为亲水的醇类结构，另一端是疏水的长链脂肪酸。鞘脂是构成生物膜的重要组成部分，其中神经酰胺是鞘脂类代谢的中间产物，具有多种生理作用。Yang等[7]发现在血清学脂质组学研究中，NAFLD组神经酰胺增加，而在慢性乙型肝炎患者中神经酰胺水平是降低的。Tu等[8]证实在NAFLD小鼠中肝脏及血浆神经酰胺及鞘磷脂均增加。多个研究证实，神经酰胺在NAFLD的进展中呈一致性的增加，可作为NAFLD的血清标志物之一。

4 脂肪酸(FA)类

根据FA的碳氢链的饱和程度，可将其分为饱和脂肪酸(SFA)、单不饱和脂肪酸(MUFA)、PUFA。Puri等[3]发现，在NAFLD与对照组中肝脏亚油酸(18︰2 n6)和α-亚麻酸(18︰2 n6)水平均无统计学差异；NASH组中FFA、TAG、PC中的花生四烯酸(20:4 n6)水平及TAG中的二十碳五烯酸(20︰5 n3，EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)水平是降低的，FFA中n6/n3多不饱和脂肪酸比率在NASH组升高。Puri等[3]认为FA分布的改变与脂肪合成增加、机体对脂肪超载的适应性改变有关，但此改变尚不足对抗脂毒性。必需氨基酸亚油酸水平的降低，以及具有抗炎、抗肿瘤及免疫调节作用的EPA、DHA水平的降低可能与去饱和酶和脂氧合酶活性改变有关，但过氧化物酶体病、PUFA代谢和非酶氧化受损，可能与NASH的发展有关。Saito等[9]的实验也证实了这一点。2015年，Loomba等[10]对10例肝活检证实NAFL和9例NASH患者，以及10例MRI诊断非NAFLD受试者的血浆进行分析，发现促炎作用的类花生酸代谢物在NASH中升高，其中11、12-二羟基二十碳酸(11、12-diHETE)，13、14-二氢-15-酮前列腺素D2(dhk PGD2)，20-羟基花生四烯酸(20 COOH AA)升高明显，可作为区分NAFL和NASH的生物标志物，同时也印证了Puri的推断。

5 胆固醇(CHO)

在NAFLD中，固醇调节元件结合蛋白(SREBP)2、肝X受体(LXR)-α和法尼醇X受体(FXR)的广泛失调对细胞内胆固醇代谢异常起关键作用。胆固醇中游离型胆固醇(FC)通过在肝细胞中的积累、破坏线粒体及内质网膜的完整性，触发线粒体氧化损伤及内质网应激，促进毒性物质产生，诱导脂肪功能障碍并诱导炎性反应。氧化型低密度脂蛋白(ox-LDL)的积累可激活Kupffer和肝星状细胞，促进肝脏炎性反应和纤维化。Puri等[3]发现肝脏FC水平从对照组到NASH组呈逐渐升高趋势。

既往的研究已经证实，在胰岛素抵抗(IR)的状态下，肝脏脂肪生成增多，脂解作用升高，循环中FFA及胆固醇含量升高，过多的FFA向肝脏流去，在肝内以TAG的形式储存起来，造成NAFLD的发生。中性脂质在肝脏沉积的过程伴随FFA、FC等毒性物质产生。毒性脂质经过β氧化后产生大量的活性氧物质(ROS)，后者可导致线粒体损伤，同时毒性脂质可造成内质网应激，多种炎性因子分泌、炎性细胞浸润，引发肝细胞非自限性的炎性反应、坏死，甚至肝纤维化，损伤肝功能，使NAFL向NASH进展，最终导致肝硬化乃至肝癌发生。由此可见，脂质成分在NAFLD的发生发展中发挥重要的作用，因此，深入探讨脂质与NAFLD的关系具有重要的意义。

综上所述，多种脂类及其相关的酶类改变参与了NAFLD的发生及进展，但现有的研究结果也存在一定的差异性，这种差异形成的原因可能与样本的选取条件不同和研究对象脂肪肝病变的程度不同有关，但也可能存在更多当下尚未知晓的原因。目前，人类对脂质组学这一新兴学科的了解尚少，需要进一步更多、更深入的研究来完善对脂质代谢网络的认识，更深刻理解和认识NAFLD的发生机制，为寻找疾病治疗方向提供有力的帮助，并推动这一学科的发展。