劉書東

(山東省榮軍總醫(yī)院,山東 濟(jì)南 250013)

AMPK在肝臟生理和病理過(guò)程中的作用

劉書東

(山東省榮軍總醫(yī)院,山東 濟(jì)南 250013)

腺苷酸激活蛋白激酶；葡萄糖代謝；脂代謝；2型糖尿病

肝臟是維持機(jī)體穩(wěn)態(tài)和進(jìn)行物質(zhì)代謝的重要器官，可根據(jù)機(jī)體生理環(huán)境的變化而變化物質(zhì)代謝方式，如饑餓時(shí)肝細(xì)胞通過(guò)糖異生途徑維持血糖相對(duì)恒定，飽食時(shí)則促進(jìn)糖原、三酰甘油合成。而腺苷酸激活蛋白激酶(AMP-activatedproteinkinase，AMPK) 是細(xì)胞和機(jī)體關(guān)鍵的能量感受器，在應(yīng)激情況下，AMPK磷酸化后激活，通過(guò)限制合成代謝減少ATP的消耗和促進(jìn)分解代謝增加ATP的生成來(lái)維持機(jī)體穩(wěn)態(tài)。近年來(lái)AMPK在肝臟能量代謝中的作用逐漸被人們所認(rèn)識(shí)，現(xiàn)就目前研究所取得的進(jìn)展做一綜述。

1 AMPK的結(jié)構(gòu)和活性調(diào)節(jié)

AMPK是廣泛表達(dá)的絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶復(fù)合體，在多種代謝過(guò)程中具有廣泛作用。AMPK是一個(gè)異源αβγ三聚體,由具有催化作用的α亞基和具有調(diào)節(jié)作用的β和γ亞基構(gòu)成，β亞基作為一個(gè)支架連接α、γ亞基，同時(shí)其豆蔻?；纱龠M(jìn)AMPK激活[1]。哺乳動(dòng)物AMPK亞基分別有7個(gè)基因編碼，2個(gè)α亞基(α1和α2)，2個(gè)β亞基(β1和β2)，3個(gè)γ亞基(γ1，γ2和γ3)，因此在細(xì)菌及哺乳動(dòng)物細(xì)胞中AMPK存在12種可能異構(gòu)體。AMPKα1亞基的氮端含一個(gè)典型的絲氨酸/蘇氨酸結(jié)構(gòu)域，α1催化亞基的172位蘇氨酸殘基磷酸化常被用作AMPK激活的生物標(biāo)志，激活后AMPK活性可增加1 000倍，碳端則負(fù)責(zé)與β、γ亞基結(jié)合成復(fù)合體。

AMPK上游激酶主要有肝激酶蛋白(liver kinase protein 1，LKB1)、鈣調(diào)蛋白依賴的蛋白激酶激酶(Ca2+/calmodulin-activated protein kinase kinases，CaMKK),可直接磷酸化α1亞基的172位蘇氨酸[2]。其次，AMPK還受到AMP、ADP的變構(gòu)調(diào)節(jié)，AMPK的變構(gòu)調(diào)節(jié)主要與γ亞基有關(guān)，γ亞基的腺嘌呤核苷酸結(jié)合位點(diǎn)包含4個(gè)串聯(lián)重復(fù)的CBS (cystathione-synthase，CBS)結(jié)構(gòu)域，其中兩個(gè)可與ATP、ADP或AMP結(jié)合，第四個(gè)與AMP因結(jié)合緊密，不發(fā)生交換，第二個(gè)常處于無(wú)結(jié)合狀態(tài)。在正常生理?xiàng)l件下，γ亞基與2個(gè)ATP、1個(gè)AMP分子結(jié)合，AMPK無(wú)活性。當(dāng)機(jī)體ATP消耗增加或者代謝應(yīng)激導(dǎo)致AMP/ATP、ADP/ATP比值升高時(shí)，AMP或ADP可與γ亞基的CBS結(jié)構(gòu)域結(jié)合促使AMPK構(gòu)象改變， AMPKα1 172位蘇氨酸被磷酸化激活或者抑制其去磷酸化(磷酸酶)，AMP作為AMPK變構(gòu)激活劑能使AMPK活性增加2～5倍，ADP增加1.6倍，單獨(dú)ADP并不能激活A(yù)MPK，但ADP可保護(hù)AMPK阻止其去磷酸化失活[3-4]。而Gowans 報(bào)道AMP和ADP均可以抑制蛋白磷酸酶2Cα(protein phosphotases 2C，PP2C)對(duì)AMPK的去磷酸化，AMP拮抗ATP抑制AMPK去磷酸化作用超過(guò)ADP的10倍；另一方面，即使ATP濃度在正常生理范圍內(nèi)，在適宜條件下AMP變構(gòu)激活A(yù)MPK的活性能力可大于13倍[5]。

沉默信息調(diào)節(jié)因子1(silent information regulator1，SIRT1)是一種保守的煙酰胺腺嘌呤依賴的組蛋白/非組蛋白去乙?；?，在基因組穩(wěn)定性、能量調(diào)節(jié)、細(xì)胞壽命等方面具有重要作用。SIRT1可通過(guò)脫乙?；疞KB1激活LKB1，增加其細(xì)胞漿內(nèi)定位進(jìn)而磷酸化激活A(yù)MPK[6]。

2 AMPK分布

AMPK亞基的表達(dá)分別呈現(xiàn)組織特異性，AMPKα1分布廣泛，如心臟、肝臟、腎臟、腦、脾臟、肺、骨骼肌，定位于細(xì)胞漿中，AMPKα2主要分布于骨骼肌的細(xì)胞核中，較小程度分布于心臟、肝臟、腦、腎臟。AMPKβ1亞基分布同α1，β2則主要于骨骼肌分布。γ1亞基廣泛分布于各組織細(xì)胞，γ2亞基廣泛分布在心臟、腦、胎盤、骨骼肌，γ3僅在骨骼肌中表達(dá)。AMPK在不同組織細(xì)胞中以不同亞型的復(fù)合體存在和不同亞細(xì)胞定位，暗示AMPK作用于不同的底物，呈現(xiàn)不同的代謝調(diào)節(jié)方式，在胞漿主要磷酸化失活代謝酶蛋白，在細(xì)胞核內(nèi)調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄[7]。

3 AMPK在肝臟中的作用

肝臟是機(jī)體的代謝工廠，維持機(jī)體能量需求，肝臟能量代謝隨著營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)的改變而改變，空腹時(shí)，肝臟加強(qiáng)糖原分解、葡萄糖異生增加葡萄糖輸出；同時(shí)抑制脂肪合成，激活脂肪酸氧化提供能量維持整個(gè)機(jī)體穩(wěn)態(tài)。AMPK在代謝性疾病的病理生理變化中起重要作用。在肥胖、2型糖尿病、脂肪肝、動(dòng)脈硬化患者及相應(yīng)的動(dòng)物模型試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，肝臟、脂肪和肌肉等外周組織中的AMPK活性均下降。

3.1調(diào)節(jié)肝葡萄糖代謝 機(jī)體在處于缺氧、葡萄糖耗竭、代謝毒物等代謝應(yīng)激狀態(tài)下，肝臟AMPK可被激活。另外，短時(shí)間的運(yùn)動(dòng)鍛煉亦可增強(qiáng)肝臟AMPK活性，而長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)不僅能增加AMPK活性，還能促進(jìn)AMPKα亞基的表達(dá)。AMPK激活后首先直接影響涉及碳水化合物、脂類、蛋白合成過(guò)程中酶的活性，其次參與調(diào)節(jié)這些代謝通路的關(guān)鍵酶的轉(zhuǎn)錄。

肝臟AMPK主要通過(guò)抑制糖異生關(guān)鍵酶的基因表達(dá)，減少葡萄糖生成維持血糖穩(wěn)態(tài)。AMPKα2基因敲除小鼠呈現(xiàn)高血糖、糖耐量減低和葡萄糖生成增加的表現(xiàn)，在肝臟特異性過(guò)表達(dá)AMPKα1轉(zhuǎn)基因小鼠較野生小鼠雖然血糖無(wú)明顯下降，但給予9周高脂飲食后轉(zhuǎn)基因小鼠空腹血糖水平降低，胰島素敏感性增加。AMPK通過(guò)減少L型丙酮酸激酶(L-type pyruvate kinase，L-PK)、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(phosphoenol-pyruvate carboxykinase，PEPCK)和葡萄糖-6-磷酸酶(glucose-6-phosphatas，G-6-Pase)的基因表達(dá)來(lái)調(diào)控肝臟葡萄糖穩(wěn)態(tài)。

AMPK磷酸化肝細(xì)胞核因子-4α(hepatic nuclear factor 4α，HNF4α)的304絲氨酸位點(diǎn)降低了HNFα形成同源二聚體及其結(jié)合DNA的能力，降低了其轉(zhuǎn)錄活性，L-PK、葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體2表達(dá)減少。cAMP反應(yīng)元件結(jié)合蛋白調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄共激活因子2(CREB-regulated transcription coactivator 2，CRTC2)，叉頭盒O1(forkhead box O1，F(xiàn)OXO1)是AMPK調(diào)控PEPCK和G-6-Pase的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子。AMPK磷酸化CRTC2的171絲氨酸位點(diǎn)，阻止CRTC2進(jìn)入核內(nèi)，減少過(guò)氧化物酶增殖物受體γ共激活因子1α(peroxisome proliferator-activated receptor-γ coactivator-1α，PGC1α)表達(dá)，進(jìn)而抑制糖異生關(guān)鍵酶PEPCK和G-6-Pase的表達(dá)，減少葡萄糖生成。組蛋白去乙?；窱Ia(Class IIa histone deacetylases，HDAC)包括HDAC4,5,7和9，主要存在于肝細(xì)胞胞漿中，胰高血糖素可促進(jìn)其進(jìn)入細(xì)胞核，脫乙?；疐OXO1 、FOXO3，招募HDAC3結(jié)合于PEPCK和G-6-Pase的啟動(dòng)子區(qū)域促進(jìn)其表達(dá)，糖異生增加出現(xiàn)明顯高血糖，敲除HDAC4/5/7后導(dǎo)致肝臟糖原堆積、空腹血糖水平降低和糖耐量改善。AMPK可直接磷酸化HDAC4/5/7，抑制HDAC入核發(fā)揮作用[8]。

碳水化合物反應(yīng)元件結(jié)合蛋白(carbohydrate response element binding protein，ChREBP)是一種可被葡萄糖激活的高表達(dá)于肝臟的轉(zhuǎn)錄因子，主要通過(guò)與丙酮酸激酶、脂肪酸合成酶、乙酰輔酶A羧化酶啟動(dòng)子區(qū)域相結(jié)合調(diào)控葡萄糖分解和脂肪合成酶類的表達(dá)。AMPK磷酸化ChREBP的568絲氨酸位點(diǎn)抑制其與靶基因的結(jié)合和轉(zhuǎn)錄活性。

二甲雙胍是治療2型糖尿病的一線經(jīng)典藥物，可通過(guò)增加組織葡萄糖利用和減少葡萄糖輸出和改善胰島素敏感性降低血糖[9]。但是，目前二甲雙胍具體的作用機(jī)制尚不完全清楚，有研究顯示二甲雙胍的降糖效應(yīng)與AMPK通路有關(guān)，敲除小鼠肝臟LKB1對(duì)總AMPK數(shù)量沒(méi)有影響，而AMPK活性明顯缺失，伴隨著嚴(yán)重高血糖血癥和代償性的胰島素水平增加，二甲雙胍可降低高脂誘導(dǎo)野生型小鼠和肥胖小鼠的血糖水平，但對(duì)肝臟敲除LKB1小鼠無(wú)降糖效應(yīng)，說(shuō)明二甲雙胍依賴于LKB1-AMPK通路起作用[10]；二甲雙胍可通過(guò)抑制線粒體呼吸鏈復(fù)合體1(mitochondrial respiratory-chain complex 1)，呈現(xiàn)劑量和時(shí)間依賴性的方式增加大鼠和人肝細(xì)胞內(nèi)AMP:ATP比率進(jìn)而激活A(yù)MPK[11]；近來(lái)，在低濃度二甲雙胍(門靜脈濃度≤80 μm)處理小鼠肝原代細(xì)胞和低劑量二甲雙胍(50 mg/kg)飼養(yǎng)高脂誘導(dǎo)的小鼠肝臟中，糖異生關(guān)鍵酶PEPCK1和G-6-Pase催化亞單位的表達(dá)水平降低，胰高血糖素刺激的葡萄糖輸出減少，而并不影響細(xì)胞內(nèi)環(huán)磷酸腺苷水平，在RNA干擾AMPKα1和α2后二甲雙胍的這種效應(yīng)被抑制了，說(shuō)明二甲雙胍抑制肝糖輸出的作用是或者至少部分是AMPK通路介導(dǎo)的[12]。

A-769662是AMPK的特異性激活劑，在大鼠肝原代細(xì)胞中可抑制脂肪酸的合成。給予Sprague-Dawley大鼠A-769662短期治療明顯減少了丙二酰輔酶A水平和呼吸交換比率，增加了全身脂肪酸氧化比率。經(jīng)A-769662治療的肥胖小鼠，PEPCK、G6Pase和脂肪酸合成酶表達(dá)明顯減少，血糖降低40%，體質(zhì)量減輕，血漿及肝中三酰甘油水平降低。

水楊酸鹽(salicylate)是水楊酸的衍生物，臨床常用藥物阿司匹林是乙酰水楊酸，是水楊酸合成衍生物之一，在體內(nèi)可水解為水楊酸。研究表明，水楊酸鹽在肝臟可變構(gòu)激活A(yù)MPK，其結(jié)合位點(diǎn)與AMPK激活劑A-769662相同，且可抑制Thr172 位點(diǎn)的去磷酸化，這種效應(yīng)不依賴于AMP或ADP的改變，但AMPKβ亞基S108A位點(diǎn)突變后這種效應(yīng)就取消了。水楊酸鹽還可解偶聯(lián)氧化磷酸化，升高細(xì)胞內(nèi)ADP/ATP比值，進(jìn)而激活A(yù)MPK，減少碳水化合物利用而增加脂類利用[13]。

3.2調(diào)節(jié)肝脂代謝 乙酰輔酶A羧化酶(Acetyl-CoA carboxylase，ACC)是一種生物素依賴的變構(gòu)酶，有兩種亞型，ACC1和ACC2，ACC1存在于胞液中，是脂肪酸合成的限速酶，ACC2存在于線粒體上催化脂肪酸氧化，因此，ACC在脂肪酸的代謝過(guò)程中起著重要作用。肝臟中存在兩種ACC。AMPK即可磷酸化ACC1的79，1200，1215絲氨酸位點(diǎn)，抑制脂肪酸的合成，又可磷酸化ACC2的212絲氨酸位點(diǎn)，使ACC2線性多聚體不能形成，活性降低，體內(nèi)丙二酰輔酶A合成減少，激活脂肪酸氧化限速酶肉毒脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅰ，促進(jìn)長(zhǎng)鏈脂肪酸進(jìn)入線粒體氧化供能。ACC1的79絲氨酸位點(diǎn)突變?yōu)楸彼峄蚯萌胄∈?，ACC2的212絲氨酸突變?yōu)楸彼峄蚯萌胄∈蠹半p突變小鼠肝臟基線AMPK活性、ACC表達(dá)無(wú)明顯變化，雙突變小鼠較野生小鼠ACC1和ACC2活性升高，丙二酰輔酶A增多，脂肪酸合成增加，脂肪酸氧化降低，導(dǎo)致出現(xiàn)胰島素抵抗、糖耐量減低和非酒精性脂肪肝。雙突變小鼠高脂飲食易致肥胖，二甲雙胍治療6周，代謝參數(shù)同高脂飲食野生型小鼠無(wú)明顯差異，因此AMPK通過(guò)磷酸化ACC可以改善胰島素抵抗和血脂代謝[14]。AMPK還通過(guò)增加丙二酰輔酶A脫羧酶活性減少細(xì)胞內(nèi)丙二酰輔酶A水平。

3-羥基-3-甲基戊二酸單酰輔酶A還原酶(3-hydroxy-3-methylglutaryl-coenzyme A reductase，HMGCR)是膽固醇合成限速酶，體內(nèi)膽固醇合成70%-80%在肝臟合成，HMGCR存在于肝、腸及其他組織細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，它是由887個(gè)氨基酸殘基構(gòu)成的糖蛋白，其N端結(jié)構(gòu)域含疏水氨基酸較多，跨內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜固定在膜上，C端親水結(jié)構(gòu)域伸向胞液，具有催化活性，AMPK可磷酸化人HMGCR的872絲氨酸位點(diǎn)抑制其活性減少膽固醇合成，而胞液中的蛋白磷酸酶可催化HMGCR脫磷酸而恢復(fù)活性。

固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白-1c(Sterol regulatory element-binding protein-1c，SREBP-1c)是調(diào)節(jié)脂肪合成的關(guān)鍵核轉(zhuǎn)錄因子，屬于固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白家族(sterol regulatory element binding proteins，SREBPs)成員中的一員。SREBP-1c在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)以前體形式合成，與SREBPs裂解激活蛋白(SREBP cleavage activating protein，SCAP)結(jié)合為復(fù)合物，在細(xì)胞內(nèi)膽固醇水平降低時(shí)經(jīng)歷蛋白酶的順序裂解過(guò)程變成一個(gè)68 kD具有轉(zhuǎn)錄活性的氮端片段，轉(zhuǎn)位進(jìn)入核內(nèi)與相應(yīng)靶基因啟動(dòng)子區(qū)域的固醇調(diào)節(jié)元件(sterol regulatory element，SRE)結(jié)合促進(jìn)脂肪合成靶基因的表達(dá)，如ATP檸檬酸裂解酶、乙酰CoA羧化酶、脂肪酸合成酶、硬脂酰CoA去飽和酶及蘋果酸酶。肝臟特異性表達(dá)SREBP-1c活性成熟體小鼠的肝臟中總脂肪量增加～2倍，血漿三酰甘油和游離脂肪酸分別增加～2倍，胰島素水平增加～3倍，肝臟質(zhì)量及內(nèi)臟脂肪量增加[15]。觀察肝臟特異性表達(dá)持續(xù)激活A(yù)MPKα1的轉(zhuǎn)基因小鼠正常飲食10周的SREBP-1C的表達(dá)沒(méi)有明顯變化，但在20周SREBP-1c的mRNA水平降低達(dá)50%，伴隨著乙酰CoA羧化酶、蘋果酸酶、ATP檸檬酸裂解酶表達(dá)下降30%～60%，脂肪酸合成酶降低23%，胰島素敏感性增加。近來(lái)，Li等[16]研究發(fā)現(xiàn)SREBP-1c是AMPK的一個(gè)直接靶蛋白，AMPK可直接磷酸化SREBP-1c的372絲氨酸位點(diǎn)，并可通過(guò)影響蛋白裂解成熟和核內(nèi)轉(zhuǎn)位過(guò)程來(lái)抑制SREBP-1c活性，抑制固醇調(diào)節(jié)元件依賴的促脂靶蛋白脂肪酸合成酶的表達(dá)。

甘油-3-磷酸?；D(zhuǎn)移酶(Glycerol-3-phosphate acyl-transferase，GPAT)是三酰甘油和磷脂合成的限速酶，存在于肝臟、脂肪組織、腎臟的線粒體(mitochondrial GPAT，mtGPAT)和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中，肝臟中mtGPAT活性占總活性的30%～50%，其他組織的活性少于10%[17-18]。GPAT基因敲除小鼠肝臟中三酰甘油容量減少，血漿三酰甘油降低，磷脂合成減少。肝臟過(guò)表達(dá)mtGPAT使脂肪酸氧化降低，甘油二酯和磷脂合成增加。AMPK激活后可磷酸化并抑制肝臟mtGPAT活性，減少三酰甘油合成。

脂聯(lián)素(adiponectin)是脂肪細(xì)胞分泌的肽類激素，可通過(guò)激活A(yù)MPK改善胰島素敏感性、促進(jìn)脂肪酸氧化。脂聯(lián)素敲除小鼠AMPK活性降低，葡萄糖調(diào)節(jié)受損。非酒精性脂肪肝(non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD)被認(rèn)為是代謝綜合征的肝臟表現(xiàn)，與肥胖、胰島素抵抗密切相關(guān)，呈現(xiàn)出一系列肝臟代謝異常譜，包括簡(jiǎn)單的肝脂肪變性和嚴(yán)重的非酒精性肝炎、肝硬化、肝功能衰竭。而在NAFLD患者中血漿脂聯(lián)素濃度明顯減少。NAFLD中，SREBP-2成熟體增加，磷酸化HMGCR減少和AMPK活性降低[19]。脂聯(lián)素激活肝臟AMPK減少脂肪酸生物合成和增加線粒體脂肪酸氧化，降低肥胖小鼠肝臟中的三酰甘油，進(jìn)而改善胰島素敏感性和減輕肝脂肪變性。酒精性脂肪肝(alcoholic fatty liver disease，AFLD)中，AMPK活性亦降低，SREBP-1c及其靶基因均表達(dá)增加，但給予AMPK激活劑AICAR或者二甲雙胍可阻斷SREBP-1c的水平增加。乳清酸(orotic acid)誘導(dǎo)的脂肪肝中三酰甘油水平增加2～4倍，SREBP-1c成熟體及其靶基因脂肪酸合成酶、乙酰輔酶A羧化酶等均明顯增加，AMPK上游激酶LKB1降解增加，導(dǎo)致AMPK活性降低，而AICAR或二甲雙胍等激活A(yù)MPK可減少SREBP-1c和其靶基因的mRNA水平，改善肝細(xì)胞內(nèi)脂肪堆積[20]。

3.3調(diào)節(jié)肝線粒體生物合成和功能 糖、脂肪、蛋白質(zhì)等物質(zhì)在生物體內(nèi)氧化功能的過(guò)程稱為生物氧化，主要在線粒體內(nèi)膜氧化呼吸鏈中進(jìn)行，而AMPK在調(diào)節(jié)線粒體的生物合成和功能中具有重要作用。

AMPK 主要通過(guò)直接或間接調(diào)節(jié)過(guò)氧化物酶增殖物激活受體γ輔助激活因子1α(peroxisome proliferator-activated receptor- coactivator-1α，PGC-1α)的功能促進(jìn)線粒體的合成。PGC-1α作為一個(gè)共轉(zhuǎn)錄激活因子, 通過(guò)與過(guò)氧化物酶增殖物激活受體α(peroxisome proliferator-activated receptorα，PPARα)、核呼吸因子1(nuclear respiratory factors-1，NRF-1)、核呼吸因子2(nuclear respiratory factors-2，NRF2)及雌激素相關(guān)受體α(estrogen-related receptor α，ERRα)轉(zhuǎn)錄因子的相互作用,進(jìn)而激活線粒體轉(zhuǎn)錄因子A(mitochondrial transcription factor A，mtTFA)的表達(dá)，mtTFA直接引起線粒體DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄。NRFs同時(shí)會(huì)誘導(dǎo)氧化磷酸化(OXPHOS) 基因的轉(zhuǎn)錄，使細(xì)胞核編碼的蛋白轉(zhuǎn)移至線粒體上而促進(jìn)線粒體的合成。AMPK還可通過(guò)直接磷酸化PGC-1α的Ser538 和Thr177 殘基促進(jìn)線粒體的合成。

白藜蘆醇是一種多酚類化合物，主要來(lái)源于葡萄皮中，可改善代謝性疾病的參數(shù)，在AMPKα亞基敲除的小鼠中，白藜蘆醇不能改善胰島素敏感性、糖耐量和線粒體生物合成，不能減少脂肪量，說(shuō)明白藜蘆醇依賴于AMPK，而這種作用是白藜蘆醇通過(guò)增加細(xì)胞內(nèi)NAD+/NADH比例，激活SIRT1來(lái)實(shí)現(xiàn)的。白藜蘆醇增強(qiáng)AMPK和SIRT1活性，進(jìn)而激活PGC-1α，改善胰島素敏感性和增加肝臟線粒體數(shù)目。在肝臟敲除AMPKα1α2催化亞基的小鼠肝細(xì)胞中，AMPK表達(dá)、活性不能被檢測(cè)到，而線粒體容量、PGC-1α表達(dá)明顯減少，伴隨著氧化呼吸鏈組成成分細(xì)胞色素c氧化酶Ⅰ(COX Ⅰ)、細(xì)胞色素c氧化酶Ⅳ(COX Ⅳ)，解偶聯(lián)蛋白2(UCP2)、細(xì)胞色素c的表達(dá)減少。

4 小 結(jié)

肝臟是機(jī)體最重要的代謝器官之一，主要是維持機(jī)體能量穩(wěn)態(tài)，涉及葡萄糖、脂類、蛋白質(zhì)代謝等多個(gè)方面。AMPK是調(diào)節(jié)細(xì)胞能量穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵感受器，AMPK在應(yīng)激情況下被激活，開啟產(chǎn)生ATP的分解代謝通路，關(guān)閉消耗ATP過(guò)程，如生物合成通路。AMPK功能的實(shí)現(xiàn)涉及大量代謝酶類和調(diào)節(jié)蛋白。隨著AMPK在肝臟糖脂代謝調(diào)節(jié)方面研究的不斷深入，將為治療肥胖、2型糖尿病和代謝綜合征提供廣闊前景。

[1] Oakhill JS,Chen ZP,Scott JW,et al. beta-Subunit myristoylation is the gatekeeper for initiating metabolic stress sensing by AMP-activated protein kinase (AMPK)[J]. Proc Natl Acad Sci (USA),2010,107(45):19237-19241

[2] Hardie DG,Ross FA,Hawley SA. AMPK:a nutrient and energy s-ensor that maintains energy homeostasis[J]. Nat Rev Mol Cell Biol,2012,13(4):251-262

[3] Oakhill JS,Steel R,Chen ZP,et al. AMPK is a direct adenylate charge-regulated protein kinase[J]. Science,2011,332(6036):1433-1435

[4] Xiao B,Sanders MJ,Underwood E,et al. Structure of mammalian AMPK and its regulation by ADP[J]. Nature,2011,472(7342): 230-233

[5] Gowans GJ,Hawley SA,Ross FA,et al. AMP is a true physiological regulator of AMP-activated protein kinase by both allosteric activation and enhancing net phosphorylation[J]. Cell Metab,2013,18(4):556-566

[6] Lan F,Cacicedo JM,Ruderman N,et al. SIRT1 modulation of the acetylation status, cytosolic localization, and activity of LKB1. Possible role in AMP-activated protein kinase activation[J]. J Biol Chem,2008,283(41):27628-27635

[7] Ju TC,Chen HM,Lin JT,et al. Nuclear translocation of AMPK-alpha1 potentiates striatal neurodegeneration in Huntington's disease[J]. J Cell Biol,2011,194(2):209-227

[8] Mihaylova MM,Vasquez DS,Ravnskjaer K,et al. Class IIa histone deacetylases are hormone-activated regulators of FOXO and mammalian glucose homeostasis[J]. Cell,2011,145(4):607-621

[9] American Diabetes A Standards of medical care in diabetes——2014[J]. Diabetes Care,2014,37(Suppl 1)：S14-80

[10] Shaw RJ,Lamia KA,Vasquez D,et al. The kinase LKB1 mediates glucose homeostasis in liver and therapeutic effects of metformin[J]. Science,2005,310(5754):1642-1646

[11] Stephenne X,Foretz M,Taleux N,et al. Metformin activates AMP-activated protein kinase in primary human hepatocytes by decreasing cellular energy status[J]. Diabetologia,2011,54(12):3101-3110

[12] Cao J,Meng S,Chang E,et al. Low concentrations of metformin suppress glucose production in hepatocytes through AMP-activated protein kinase (AMPK)[J]. J Biol Chem,2014,289(30):20435-20446

[13] Hawley SA,Fullerton MD,Ross FA,et al. The ancient drug salicylate directly activates AMP-activated protein kinase[J]. Science,2012,336(6083):918-922

[14] Fullerton MD,Galic S,Marcinko K,et al. Single phosphorylation sites in Acc1 and Acc2 regulate lipid homeostasis and the insulin-sensitizing effects of metformin[J]. Nat Med,2013,19(12):1649-1654

[15] Knebel B,Haas J,Hartwig S,et al. Liver-specific expression of transcriptionally active SREBP-1c is associated with fatty liver and increased visceral fat mass[J]. PLoS One,2012,7(2):e31812

[16] Li Y,Xu S,Mihaylova MM,et al. AMPK phosphorylates and inhibits SREBP activity to attenuate hepatic steatosis and atherosclerosis in diet-induced insulin-resistant mice[J]. Cell Metab,2011,13(4):376-388

[17] Harada N,Fujimoto E,Okuyama M,et al. Identification and functional charactezizetion of human glycerol-3-phosphate acyltransferase 1 gene promoters[J]. Biochem Biophys Res Commun,2012,423(1):128-133

[18] Coleman RA,Mashek DG. Mammalian triacylglycerol metabolism: synthesis,lipolysis,and signaling[J]. Chem Rev,2011,111(10):6359-6386

[19] Min HK,Kapoor A,Fuchs M,et al. Increased hepatic synthesis and dysregulation of cholesterol metabolism is associated with the severity of nonalcoholic fatty liver disease[J]. Cell Metab,2012,15(5): 665-674

[20] Jung EJ,Kwon SW,Jung BH,et al. Role of the AMPK/SREBP-1 pathway in the development of orotic acid-induced fatty liver[J]. J Lipid Res,2011,52(9):1617-1625

10.3969/j.issn.1008-8849.2015.34.041

R333.4

A

1008-8849(2015)34-3870-04

2015-05-22