肝脏烟碱型乙酰胆碱受体alpha;A通过促进肝脏炎症加重非酒精性脂肪肝炎的机制研究
文献综述:
近年来,非酒精性脂肪肝病(Non-alcoholic fatty liver disease, NAFLD)在全球发病率居高不下,2016年的一项研究显示,全球NAFLD发病率已经达到25.2%,平均每四人就有一个患有非酒精性脂肪肝(1)。非酒精性脂肪肝病已经成为最常见的肝脏疾病之一,对人类健康造成严重威胁。在我国NAFLD已成为仅次于病毒性肝炎的第二大肝病。据2016年一项覆盖中国东部沿海地区,包含5066人的临床研究表明,中国NAFLD发病率达40%(2)。NAFLD早期以单纯的脂肪变性为主要的病理特征(3,4),其中20%-50%的NAFLD患者会恶化为非酒精性脂肪肝炎(non-alcoholic steatohepatitis, NASH)(3,5,6)。相比于单纯的脂肪变性,NASH伴随着肝细胞损伤、肝脏炎症、不同程度的纤维化,并最终发展为肝硬化或末期肝病,并且患者肝癌发生风险明显升高(7)。尽管NASH对人类威胁日益加重,针对NASH的临床治疗手段却依然有限。临床上仍然依赖于控制生活习惯和改善患者的代谢综合征等手段来缓解疾病进展(8,9)。这种困境很大程度上归因于NASH发病机理不清,机制复杂。因此,寻找和鉴定NASH的新靶标和新机制并开发有效的治疗手段具有重要的社会价值和经济意义。
NASH具有复杂的发病机理,肝脏炎症是推动其发展的最重要因素之一(10)。研究显示,肝脏炎症促进肝星状细胞激活及胶原沉积(11),也是预测NASH患者向肝纤维化发展的独立风险因子(12),因此诱发和促进肝脏炎症的机制始终是NASH相关研究的重点和开发治疗手段的靶标。
诱发NASH患者的肝脏炎症的因素很多,例如包括异常脂质代谢产生的脂毒性,固有免疫和细胞损伤/死亡等来源于肝脏组织内部的诱因;脂肪组织,肠道-肠道菌群等肝脏组织外部的诱因,等等(13)。其中,越来越多的证明表明,固有免疫是推动NASH患者肝脏炎症的关键性因素,并且能够影响脂肪变性,胰岛素抵抗和纤维化等NASH的病理表型进展(14, 15)。
肝脏本身是固有免疫的重要器官,包含有数量和种类丰富的固有免疫细胞,如Kupffer细胞,树突状细胞(dendritic cells),肥大细胞,中性粒细胞和淋巴细胞等,而肝实质细胞和窦状内皮细胞等非免疫细胞在应激条件下也会参与介导固有免疫的进行(16)。这些固有免疫细胞或非免疫细胞通过TLR受体或NLR受体,感知病原体相关分子模式(pathogen-associated molecular patterns, PAMPs)的刺激,释放出大量可溶性分子,比如细胞因子,趋化因子,补体等等,推动肝脏炎症的发生发展(17)。
现有的研究结果表明,靶向肝脏炎症和固有免疫通路是缓解NASH的有效策略。已经处于临床II期实验阶段的CCR2/CCR5拮抗剂Cenicriviroc可以抑制巨噬细胞浸润并且缓解纤维化(18)。FXR激动剂奥贝胆酸除作用在肝实质细胞以外,亦可以影响Kupffer细胞的NF-kappa;B通路从而抑制肝脏炎症(19)。因此,寻找更多针对肝脏炎症和固有免疫的靶点,并且开发有效的治疗手段具有重要的意义。
有证明表明,无论在人类患者或者小鼠模型上,吸烟都能够促进NAFLD的发展和恶化(20-23)。但是其内在的分子机制尚不清楚。烟碱型乙酰胆碱受体家族(nicotinic acetylcholine receptors, nAChRs)是一种配体门控型离子通道受体超家族,在乙酰胆碱或者尼古丁等配体激活下,能够介导钙离子内流,钾离子外流(24, 25)。也有研究显示nAChRs可以通过直接结合并影响下游蛋白,介导非离子信号通路(26)。nAChRs是由五个亚基组成的多聚体,其中包括了alpha;1, alpha;2, alpha;3, alpha;4, alpha;5, alpha;6, beta;1, beta;2, beta;3 和beta;4等不同的亚基,不同亚基组成的nAChR的功能不同,由此构成了nAChRs家族丰富多样的功能(27)。nAChRs家族广泛分布在全身的神经组织和非神经组织中,而其在非神经组织病理过程中的作用很少有研究(28, 29)。
我们对nAChRs家族的亚基之一alpha;A进行了前期研究。我们分别对雄性C57BL/6J小鼠进行单纯脂肪诱导(high fat diet, HFD)和高脂高糖饮食诱导(high fat and fructose diet, HFFD)21周,模拟NAFLD的两种病理阶段:单纯脂肪变性和NASH,诱导完成之后以 HE染色等手段评价NASH病理指标,并且检测肝脏alpha;A表达水平(见下图)。HFFD小鼠的肝脏炎性浸润和肝脏损伤明显较HFD小鼠的肝脏更加严重。同时检测alpha;A的mRNA表达,表明在HFFD诱导NASH模型小鼠肝脏内alpha;A的表达量较高。因此,我们猜测alpha;A可能促进NASH的发展相关。
