顶端钠依赖性胆酸转运体及其在相关疾病中的作用研究进展

马昱杭，韩昀屹，韩者艺

(1.延安大学医学院，陕西 延安 716000；2.空军军医大学，陕西 西安 710032)

胆汁酸(Bile acid，BA)既是消化系统表面活性剂，也是重要的信号转导分子，能够刺激多种信号通路，调控一些重要的生物过程。顶端钠依赖性胆酸转运体(Apical sodium-dependent bile acid transporter，ASBT)是回肠末端转运胆汁酸的重要蛋白，在调节胆汁酸、脂质和葡萄糖稳态以及调节炎症反应、屏障功能和预防肠道细菌易位中起着关键作用。ASBT参与多种代谢及胃肠道疾病的病理生理过程，包括糖尿病、高胆固醇血症、非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)、原发性胆汁性胆管炎(PBC)等。现对ASBT及其在相关疾病中的作用研究进展进行综述。

1 胆汁酸循环

BA在肝脏中合成，由肝脏分泌进入胆囊，胆囊分泌胆汁酸入十二指肠，其在回肠末端重吸收并运输回肝脏。生理条件下，回肠中约95%～98%的BA被重吸收，其余通过粪便排出。每天有25%～50%的BA池丢失，由肝脏合成胆汁酸补充[1]。此过程首先由胆固醇7α-羟化酶(CYP7A1)诱导催化。在肝细胞内CYP7A1使胆固醇前体合成胆汁酸，胆汁酸再与甘氨酸通过酰胺化作用结合，以同样的方式与牛磺酸结合成为结合胆汁酸。结合胆汁酸被肝细胞经胆汁盐输出泵(BSEP)分泌到肝内胆管腔内并在其中运输，最终在胆囊内储存。进食时，胆囊受胆囊收缩素影响，BA被释放到十二指肠。在肠道内，BA促进疏水脂肪成分[如胆固醇、脂肪酸和脂溶性维生素(A、D、E和K)]的有效吸收，并且调控胆汁酸循环(EHC)中的信号传递。然后经回肠末端ASBT重吸收。胆汁酸由ASBT主动转运到回肠细胞内，再经基底外侧膜有机溶质转运蛋白α/β异源二聚体(OSTα/β)转运到门脉循环中。门脉血中的BA经由基底外侧Na+-牛磺胆酸盐共转运肽(NTCP)重吸收入肝细胞，并通过BSEP分泌到小管中，从而完成肠肝循环[2-3]。

胆汁酸负反馈调节胆汁酸合成的机制非常复杂，有三种机制[4]：①胆汁酸激活Farnesoid X受体(FXR)，后者诱导阻遏蛋白(SHP)通过肝细胞核因子4α(HNF4α)和核受体(LRH-1)抑制 CYP7A1转录激活。②胆汁酸激活成纤维细胞生长因-19 (FGF19)，后者在肝脏中激活JNK1/2和ERK1/2信号通路，使HNF4α磷酸化形成的二聚体与CYP7A1基因结合，从而降低CYP7A1的转录。氧化物酶体增殖物激活受体(PPAR-1)的共同激活剂过氧化物酶体增殖物激活受体-γ共激活因子-1(PGC-1)和其他核受体的磷酸化也抑制CYP7A1基因的反式激活。③牛磺脱氧胆酸(TDCA)和(或)鹅去氧胆酸(CDCA)激活巨噬细胞并诱导炎性细胞因子(包括TNF-α和IL-1β)释放，它们激活蛋白激酶C(PKC)和JNK信号通路来抑制CYP7A1基因的转录[5]。前两种机制是FXR依赖性的细胞信号通路，而第三个机制是FXR非依赖性的。

总之，BA的合成速率由CYP7A1控制，该酶在转录水平和转录后水平均受到胆汁酸调控。BA的重吸收主要由回肠细胞中ASBT完成，上述过程主要受FXR的调节。

2 ASBT概述

ASBT是胆汁酸转运环节中重要的胆汁酸转运体。人类ASBT是由348个氨基酸组成的糖蛋白，具有7个跨膜区，羧基端位于胞质内，含糖基化位点，氨基端位于细胞外。ASBT由SLC10A2基因编码，人类ASBT基因位于13q33号染色体上，跨越大约22.8 kb的DNA。ASBT基因由6个编码外显子组成，这些外显子编码含348个氨基酸的蛋白质，分子量为38 kD[6]。

在人十二指肠、心、肺、睾丸、子宫、胎盘、卵巢和脑中已检测到ASBT mRNA，但未检测到蛋白质[7]。在大鼠回肠、肾脏和胆管细胞中也检测到由外显子2的可变剪接产生的截短ASBT，ASBT蛋白在回肠末端肠上皮细胞的根尖刷状缘膜上显著表达[8]。Bajor等[9]对肠转运蛋白进行绝对蛋白质定量，证实ASBT在人回肠组织中的定位，并发现ASBT的量可高达1.58 pmol/mg。在整个小肠中，ASBT的数量占转运蛋白总量的6%[10]。此外，ASBT在肾近端小管的顶膜和大胆管的胆道上皮中也以相对较低的水平表达。

据报道，SLC10A2基因具有多种天然存在的单核苷酸多态性(SNP)和功能异常的突变，其中大多数会降低BA的运输功能。其他类型的突变，包括外显3供体剪接位点的3 bp替换后的选择性剪接也已被鉴定出来，大多数会使ASBT丧失转运功能[10]。人类ASBT中的遗传突变可能导致BA吸收不良、EHC破坏和血浆胆固醇降低。研究[11-12]发现，敲除小鼠的肠道和肾脏中缺乏ASBT，表明SLC10A2基因的表达依赖于肝细胞核因子-1α(HNF1-α)。ASBT启动子活性也可由过氧化物酶体增殖物激活受体(PPAR)诱导[8]。其他转录因子如糖皮质激素受体(GR)、维生素D受体(VDR)和视黄酸受体(RAR)均能不同程度地激活ASBT[13]。相反，小异质二聚体搭档(SHP)会抑制ASBT的功能[14]。

抑制ASBT可降低肠道BA的重吸收，增加肝脏BA的合成。对ASBT-/-小鼠的研究表明，与野生型小鼠相比，合成的BA增加不足以抵消重吸收的减少。而且抑制小鼠ASBT后，小鼠体内的BA成分发生了改变，鼠胆酸(MCA)相对减少，胆酸(CA)增加。结肠高浓度的CA被转化为脱氧胆酸(DCA)经被动运输重新吸收。尽管人的BA成分不同于老鼠(因为其中不含亲水的MCA)，但目前还没有关于ASBT抑制剂影响人BA池大小或组成的有效数据。部分2型糖尿病和NAFLD患者血浆BA浓度升高，还有研究发现肥胖与回肠ASBT表达增加有关[15-16]。

ASBT抑制剂也可以用于动脉粥样硬化的治疗。阻止回肠BA重吸收可增加肝脏BA合成和胆固醇分解代谢，其机制与BA阻滞剂类似。在包括小鼠、大鼠和猴子在内的多个动物模型中，抑制ASBT可有效降低血浆低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)水平，改善动脉粥样硬化结局[17]。在人类中，ASBT抑制也可降低血浆LDL-C水平[18]。也有报道称，抑制ASBT可以改善NAFLD的糖代谢和脂代谢。同时，ASBT抑制剂的治疗研究也逐渐转向治疗胆汁淤积性疾病，ASBT抑制剂在胆汁淤积性瘙痒的临床试验中已被证明有效，目前正在进行的药物开发正针对其在PBC以及其他胆汁淤积性疾病中的应用[19]。另外，ASBT表达或功能的缺失在炎性肠病(如克罗恩)的发病机制中起着重要作用。在患有先天性腹泻、脂肪泻的原发性胆汁酸吸收障碍患者中发现基因SLC10A2突变，导致回肠ASBT水平明显降低[20-21]。此外，也有研究表明FXR参与了肠道的免疫调节和屏障功能。FXR通过防止肠道细菌迁移等多种方式缓解炎症并保持肠道上皮屏障的完整性，通过调节炎症反应水平维持肠道屏障的功能正常。FXR也是ASBT的重要调控分子。因此，可以推断FXR和ASBT的协同作用在炎性肠病的病理机制中发挥重要作用[22]，通过调控ASBT和FXR来改善炎性肠病患者的疗效可以成为治疗新思路。

总之，ASBT已被研究用于炎性肠病、血脂异常、动脉粥样硬化、2型糖尿病、NAFLD和PBC等疾病的治疗。

3 ASBT在相关疾病中的作用

3.1 糖尿病 糖尿病是一种复杂的胰岛素失衡疾病，其BA代谢特点是胆汁酸重吸收增加，胆汁酸池扩大。糖尿病可引起血脂异常和高胆固醇血症[23]。低剂量链脲佐菌素腹腔注射致大鼠糖尿病后，ASBT功能和表达明显增加[24]。ASBT的表达增加可能与糖尿病患者胆汁酸循环池增大和血浆胆固醇水平升高有关。鉴于全球2型糖尿病发病率正在上升，对开发治疗该疾病新药的需求也相应增加。抑制ASBT降低了回肠BA的再吸收，由此可以导致肠内BA浓度的增加，促进了L型肠内分泌细胞释放胰高血糖素样肽-1(Glp-1)[25]。Glp-1的分泌可增加胰腺β细胞分泌的胰岛素，进而控制血中的葡萄糖浓度。GSK2330672是一种强效、不可吸收的ASBT抑制剂，可降低2型糖尿病的动物模型血糖，因此它是一种有价值的临床工具，可用于探索不可吸收的ASBT抑制剂治疗2型糖尿病患者的作用。

3.2 高胆固醇血症 高胆固醇血症可由胆固醇在血液中分泌和摄取失衡引起。高胆固醇血症会诱发动脉粥样硬化，因此是心血管疾病的重要危险因素。血中胆固醇含量水平增高可增加患高胆固醇血症的风险。在胆固醇转化为BA时，约50%的胆固醇从体内排出。如果抑制BA的再吸收，胆管释放的BA可能会增加。因此，增加胆汁酸的合成和胆固醇的消耗可以缓解高胆固醇血症。BA通过ASBT在肠内被重新吸收，故ASBT是治疗高胆固醇血症药物[26]的靶点。血浆胆固醇水平可被ASBT的特异性抑制剂显著下调。抑制ASBT可增加3-羟基-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGR)活性，导致LDL受体表达升高。ASBT抑制剂也可与他汀类药物联合使用，以抵消HMGR活性的增加。LUM002是一种ASBT抑制剂，目前正处于临床研发中[27]。

3.3 NAFLD 罹患NAFLD的患者在肥胖和2型糖尿病患者中很常见。单纯脂肪变性不需要治疗，但一些患者进展为非酒精性脂肪性肝炎(NASH)，会增加罹患终末期肝病、肝癌和心血管疾病的风险。NASH的潜在病因是非常复杂的，这使其成为一种难以管理的疾病。FXR诱导的FGF15/19信号已被证明可以减少肥胖，抑制脂肪生成，并改善小鼠非酒精性脂肪肝(NAFL)模型中的胰岛素敏感性。然而，在实验模型中，长期高水平暴露FGF19可导致肝癌，FGF19也会促进人肝癌的发生[28]。一种非致瘤FGF19类似物NGM282单药治疗NASH可以显著减少肝脏脂肪堆积和血清转氨酶[29]，但在促进NASH缓解或纤维化改善方面效果并不显著。研究表明，联合ASBT抑制剂GSK2330672和aav8介导的肝细胞特异性FGF15过表达，通过协同调节肝脏和肠道胆固醇和胆汁酸代谢，可显著提高肝脂肪变性、炎症和纤维化的治疗效果，为NAFLD的治疗提供了新的研究思路。

3.4 PBC PBC是一种慢性肝内非化脓性胆管炎，据统计每1000例40岁以上妇女中就有1例患者。在未经治疗的患者中，这种慢性病会导致进行性胆管损伤、胆道纤维化，最终导致胆汁淤积性肝硬化以及门静脉高压等并发症和恶性肿瘤风险的增加。PBC的病因和发病机制尚不清楚，但已有的证据表明环境、遗传和免疫因素复杂的相互作用引起肝损害。目前对PBC治疗并不令人满意。例如，约40%患者对熊去氧胆酸(UDCA)应答不佳，这些患者疾病进展风险较高，生活质量较差[30]；此外，UDCA在治疗瘙痒和疲劳方面的疗效有限。由于UDCA存在这些局限性，尚不能满足对PBC的治疗需求。根据已有研究，胆汁循环改变和BA成分改变是疾病开始和发展的重要因素，后者受胆汁淤积程度和毒性疏水BA(导致肝细胞损伤)积聚的影响。因此，调节胆汁流量和BA成分成为治疗PBC的重要策略。

除了其他细胞核或表面受体激动剂和BA衍生物外。ASBT作用于回肠上皮的管腔表面，并将共轭胆汁酸从回肠内转运到回肠表皮细胞内，再从细胞基底膜外侧排出，最终胆汁酸进入门静脉循环。ASBT可能是胆汁淤积性肝病的重要靶点。ASBT抑制剂如S0960、LUM001和GSK2330672可以抑制胆汁酸的肠肝循环，减少循环胆汁酸池。理论上，如果胆汁酸损失超过合成，胆汁淤积可以得到改善。例如，LUM001阻断了BA的再吸收，减少了BA循环池，BA池的减少超过胆固醇的合成后，就可能改善肝内胆汁淤积；S0960(二聚体胆酸类似物)也可以改善肝外胆汁淤积。此外，通过改变胆道磷脂酰胆碱(PC)/BA比值和改变肝脏转录抑制ASBT可以消除小鼠硬化性胆管炎的进展。

总之，在对PBC新疗法的探索中，ASBT抑制剂逐渐成为重要的治疗选择。它们能阻断回肠末端对BA的吸收，增加BA在粪便中的排泄，减少BA通过肠肝循环返回肝脏的量。

4 结 语

ASBT参与多种代谢及胃肠道疾病的病理生理过程，其表达和功能异常可能导致一些与肠肝循环和代谢稳态紊乱相关的疾病，因此直接或间接调节ASBT的表达或功能可以治疗一些相关疾病。然而，目前对ASBT的研究尚不充分，相信随着未来相关研究的不断深入，ASBT与相关疾病的关系将变得更为明朗。