王 寧， 李京濤， 常占杰， 魏海梁， 閆曙光， 惠 毅， 李 倩

1.陜西中醫(yī)藥大學(xué)，陜西 咸陽 712046；2.陜西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院肝病科

近些年來，隨著不良的生活方式和飲食西化的全球傳播，非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD)患病的概率不斷上升，日益影響著我國廣大民眾的健康狀況。從全球范圍看，30%的成年人患NAFLD[1]；其中，歐美等發(fā)達國家NAFLD的患病率為25%～30%，我國NAFLD患病率為15%～20%[2]，且以每年0.594%的速度增長[3]。但在肥胖人群中，NAFLD患病率為75%～100%[4]，且NAFLD近年來呈低齡化的趨勢非常明顯[5]，如未進行有效干預(yù)，患者將會進展為肝硬化、肝癌。NAFLD正在成為全球最常見的肝病。

NAFLD是由代謝應(yīng)激誘導(dǎo)的肝損傷性疾病，與胰島素抵抗(insulin resistance，IR)關(guān)系密切，肝臟脂質(zhì)沉積是其最大的特點。NAFLD是一系列疾病，從非酒精性脂肪變性(NAFL)，無肝細胞損傷的證據(jù)，到非酒精性脂肪性肝炎(NASH)，肝細胞受損伴有或不伴有纖維化[6]，進而NASH可能發(fā)展為肝硬化和/或肝細胞癌(HCC)[7]。NAFLD的病因有很多，但對其發(fā)病的機制卻無一致的結(jié)論。近年來國際上的“多重平行命中”學(xué)說獲得了大多數(shù)學(xué)者的認同[8]，即IR及其代謝紊亂構(gòu)成了脂肪浸潤肝臟的首次打擊，IR和高胰島素血癥的共同作用導(dǎo)致肝臟內(nèi)的游離脂肪酸(FFA)和甘油三酯(TG)增加，大量的FFA進入血液[9]，使得細胞色素酶P450IIE1(CYP2E1)表達增加，造成過量的氧自由基(ROS)生成，多次平行撞擊出現(xiàn)，氧化應(yīng)激增加，脂質(zhì)過氧化作用增強導(dǎo)致肝細胞損傷，引起炎癥細胞的聚集，引起肝臟的炎癥和從NAFL到NASH和纖維化的進展，從而起到雙重作用，影響NAFLD的發(fā)病進程。

大量數(shù)據(jù)顯示，PI3K/AKt傳導(dǎo)通路與NAFLD的發(fā)生息息相關(guān)，PI3K/AKt通路的障礙易導(dǎo)致IR，從而促進NAFLD的發(fā)生、發(fā)展[10-12]，現(xiàn)概述如下。

1 PI3K/AKt信號通路

PI3K/AKt通路是胰島素信息進行傳導(dǎo)的主要通路，廣泛存在于哺乳動物的組織和器官中，在細胞的增殖、分化、凋亡、蛋白質(zhì)的形成及代謝等多種細胞生物學(xué)過程中發(fā)揮著重要作用[13]。

1.1 PI3KPI3K，亦稱磷脂酰肌醇3-激酶，是磷脂酶家族中重要的成員。PI3K家族，作為機體生長因子信號傳導(dǎo)過程中的一類重要分子，可被多種細胞因子和理化因素激活，可催化磷酯酰肌醇，使其羥基端發(fā)生磷酸化，繼而出現(xiàn)具有信使作用的肌醇類激酶[14]。它是由調(diào)節(jié)亞基P85和催化亞基P110構(gòu)成的異二聚體[15]，基于序列同源性和脂質(zhì)底物偏好的差異，有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4個亞型，都具有PI3K與AKt的雙重活性。由于Ⅰ型PI3K和細胞外刺激聯(lián)系最為密切，故對于Ⅰ型的研究最為廣泛[16]。Ⅰ類PI3K的p110α是PI3K調(diào)控機體內(nèi)胰島素信號傳遞最關(guān)鍵的分子[17]。Ⅰ類PI3K是由催化亞基(PIK3R)與調(diào)節(jié)亞基(PIK3C)構(gòu)成的一種異二聚體，由于分子結(jié)構(gòu)的不同，分為ⅠA和ⅠB兩類，皆以PI、PIP及PIP2為下游底物分子。其中ⅠA亞類由p85和p110α、β/δ之一組成，由受體酪氨酸激酶(RTKs)激活；ⅠB亞類由p101和p110δ構(gòu)成，依賴G蛋白偶聯(lián)受體(GPCRs)激活。Ⅱ型以PI及PIP為底物，不形成異二聚體。Ⅲ類為酵母Vps同源物，以PI為下游底物，由p150和豆蔻?；腜100組成[18]。

1.2 AKtAKt作為PI3K/AKt信號傳導(dǎo)通路的中心環(huán)節(jié)，是一種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶(PKB)，是各種基本生理細胞過程的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，包括細胞增殖、存活、運動、代謝和分化及致癌轉(zhuǎn)化等，在各種信號級聯(lián)中充當PI3K下游的主要信號傳導(dǎo)物[19]，受PI3K的磷酸化調(diào)控，是PI3K信號傳導(dǎo)重要的下游靶激酶。目前發(fā)現(xiàn)，AKt共有3種亞型：AKt1、AKt2和AKt3。AKt1和AKt2在經(jīng)典的肝臟、肌肉等顯著表達，而AKt3則在男性生殖器官和人類大腦中高表達。AKt主要由PH結(jié)構(gòu)域、催化域和調(diào)節(jié)域3個部分組成。

1.3 PI3K/AKt信號通路的激活過程PI3K可通過多種途徑活化。一些生長因子(如PDGF、IGF、Insulin、EGF、FGF)、細胞因子(如VEGF、血管緊張素Ⅰ)、激素等不同類型的配體，可激活RTKs和GPCR，從而誘發(fā)PI3K信號通路的活動[20]。

眾所周知，多步驟過程激活A(yù)Kt，PIP3將AKt轉(zhuǎn)化為PDK-1磷酸化的底物，只有當催化域的Thr308和調(diào)節(jié)域的Ser473發(fā)生磷酸化，才能使AKt達到最大程度的激活。

受體酪氨酸激酶(RTKs)激活后，可以產(chǎn)生銜接蛋白復(fù)合物，誘導(dǎo)PI3K在細胞膜上聚集，復(fù)合物的殘基與PI3K的調(diào)節(jié)亞基P85的SH2結(jié)合，將底物磷脂酰肌醇-2磷酸(PIP2)轉(zhuǎn)化為3-磷酸磷脂酰肌醇(PIP3)。PIP3在細胞內(nèi)有著不可或缺的傳導(dǎo)作用，它能夠把含有PH結(jié)合域的下游分子都聚集起來，如蛋白激酶B(pKB)/AKt和磷酸肌醇依賴性激酶-1(PDK-1)，直接結(jié)合錨定在細胞膜上，使AKt轉(zhuǎn)移到細胞膜上，并在PDK-1的協(xié)助下，使AKt分子上的Thr308和Ser473兩個位點磷酸化，從而使AKt完全活化[21]。激活的AKt隨后由細胞膜上釋放出來，向胞漿內(nèi)繼續(xù)傳遞生物學(xué)信號，參與機體細胞代謝過程中的多種生物學(xué)過程。

2 胰島素與PI3K/AKt信號通路

胰島素是調(diào)控機體內(nèi)部糖與脂類代謝的重要激素，研究資料表明，人體內(nèi)的胰島素主要經(jīng)過PI3K/AKt傳導(dǎo)通路來維持糖脂代謝的平衡。

胰島素是在各種刺激(尤其是胰島β細胞)下分泌的一種激素，它能調(diào)控機體內(nèi)的糖脂代謝，從而使其達到平衡[22]。機體內(nèi)的胰島素到達作用的組織器官后，首先與胰島素受體(InsR)的α亞基結(jié)合，誘導(dǎo)β亞基的酪氨酸蛋白激酶(PTK)被激活，隨后PTK又使InsR的底物(IRS)磷酸化，繼而活化它的催化亞基p110，隨后生成PIP3，并與PDK1結(jié)合并激活3種已知的AKt異構(gòu)體，AKt被激活后從質(zhì)膜上釋放出來，轉(zhuǎn)移到胞核、胞質(zhì)和線粒體中。此后PI3K/AKt聯(lián)級通路通過以下途徑參與胰島素的調(diào)節(jié)機制。

2.1 PI3K/AKt通過GSK-3、FoxO1和GLUT4調(diào)節(jié)葡萄糖代謝(1)研究發(fā)現(xiàn)，PI3K、PDK、AKt和GSK-3構(gòu)成了胰島素調(diào)控體內(nèi)糖代謝的關(guān)鍵道路[23]。GSK-3(糖原合成酶激酶)作為一種多功能蛋白，是最早被證實的PKB/AKt的下游底物分子，主要功能是促進糖原合成，受PI3K/AKt的負性調(diào)節(jié)，GSK3的兩種亞型(GSK3α和GSK3β)都具有最大程度活化AKt的兩個磷酸化位點，AKt抑制GSK3β磷酸化，使得體內(nèi)的糖原合成酶1(GYS1)無法降解，糖原的合成增多，機體內(nèi)的血糖降低[24]。(2)FoxO蛋白，特別是FoxO1，是AKt的主要靶標，是受胰島素信號負性調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)錄因子[25]，影響全身的能量穩(wěn)態(tài)。FoxO1可使非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程中關(guān)鍵酶表達的增加，促進葡萄糖的增多。而AKt可直接抑制FoxO1，降低體內(nèi)的葡萄糖水平。(3)葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白4(GLUT-4)是肝臟糖代謝的主要蛋白，活化的AKt2在胰島素刺激下，促進GLUT-4的易位，誘導(dǎo)葡萄糖轉(zhuǎn)運增多，加速葡萄糖的代謝，從而增強機體組織器官對于胰島素的敏感性。研究[26]顯示，在IR的患者體內(nèi)，細胞中GLUT-4的含量相對較低，對葡萄糖的攝取能力較差。

2.2 PI3K/AKt傳導(dǎo)通路通過PDE3B、mTORC1和SREBP調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝(1)磷酸二酯酶3B(PDE3B)是PI3K/AKt傳導(dǎo)途徑的一個下游分子，激活后的PDE3B使得cAMP(環(huán)磷酸腺苷)的水平下降，從而使得PKA(cAMP依賴性蛋白激酶)活化減少，進而抑制脂肪分解[27]。(2)mTORC1信號傳導(dǎo)復(fù)合物作為一種整合器，通過整合上游的生長因子和營養(yǎng)信號來調(diào)節(jié)細胞的合成和分解，維持代謝穩(wěn)態(tài)[28]。FoxO1激活A(yù)Kt后，能量增加，并抑制mTORC1，以減少脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的產(chǎn)生。(3)SREBP是基于PI3K/AKt通路調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝的重要底物，介導(dǎo)促脂肪生成基因的上調(diào)及損傷肝細胞脂肪酸的代謝，推動肝臟和外周糖原生成和脂肪生成的增加[29]。

3 IR與PI3K/AKt

IR是指各種要素作用下，在骨骼、肌肉、肝臟等組織中，胰島素的敏感性下降，反應(yīng)能力降低的一種狀態(tài)。諸多因素，包括先天性因素(遺傳缺陷、基因突變等)和后天性因素(不健康的生活方式、肥胖、環(huán)境等)，都能影響PI3K/AKt信號傳導(dǎo)途徑而引起IR。CHO等[30]研究發(fā)現(xiàn)，體內(nèi)缺失AKt2的小鼠，某些器官對胰島素的敏感程度有不同程度的降低，且該類小鼠糖原的合成減少，對血糖的吸收減少，證明AKt2是維持糖代謝平衡的必不可少的基因。有研究[31]發(fā)現(xiàn)，桑葚提取物可以激活PI3K/AKt傳導(dǎo)通路，減輕由高糖飲食誘導(dǎo)的小鼠IR所導(dǎo)致的功能障礙。因此，PI3K/AKt信號傳導(dǎo)障礙及下游靶分子功能異常均可引發(fā)糖脂代謝異常，產(chǎn)生IR[32]。

正常情況下，胰島素首先活化PI3K/AKt傳導(dǎo)通路，提高葡萄糖利用率，減少糖異生，減少脂質(zhì)在體內(nèi)的累積，減少脂肪組織中的FFA，促進胰島素的產(chǎn)生，調(diào)節(jié)糖脂代謝的平衡。

各種因素包括遺傳和表觀遺傳途徑，如久坐不動的生活方式，睡眠和高能量進食導(dǎo)致：(1)高脂血癥，機體內(nèi)的大量脂質(zhì)活動增加，大量FFA進入肝臟，誘使其轉(zhuǎn)化成脂酰輔酶(Acy-CoA)，使得機體內(nèi)的二酰甘油(DAG)增多，激活PKC，導(dǎo)致IRS磷酸化顯著降低，抑制PI3K的活動；(2)FFA的過度氧化使肝臟內(nèi)乙酰輔酶A的含量上升，激活體內(nèi)的丙酮酸羧化酶，體內(nèi)的葡萄糖增多，DAG水平上升，切斷了PI3K/AKt通路并加劇IR；(3)體內(nèi)大量的FFA還可造成GLUT4向細胞膜易位的減少，擾亂體內(nèi)的葡萄糖轉(zhuǎn)運。上述原因都會干擾PI3K/AKt通路的正常傳導(dǎo)，引起IR，從而誘發(fā)和加重NAFLD[33]。

綜上所述，PI3K/AKt作為傳遞胰島素信號的關(guān)鍵通路，通過調(diào)控胰島素水平參與體內(nèi)的糖脂代謝。而各種因素導(dǎo)致的PI3K/AKt信號傳導(dǎo)障礙，均可引起IR，促進NAFLD的發(fā)生與發(fā)展。隨著PI3K/AKt信號通路影響NAFLD研究的不斷深入，將進一步揭示出其發(fā)病機制，并為臨床治療和基礎(chǔ)轉(zhuǎn)化提供更多幫助。