郭悅承 陸倫根

上海交通大學(xué)附屬第一人民醫(yī)院消化科(200080)

肝細(xì)胞內(nèi)脂肪沉積是發(fā)生非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease, NAFLD)的標(biāo)志性病理改變，肝細(xì)胞中的脂滴主要由三酰甘油組成。病理上，若超過5%的肝細(xì)胞內(nèi)含有脂滴，即可診斷為脂肪肝。細(xì)胞因子如腫瘤壞死因子(TNF)-α、白細(xì)胞介素(IL)-1、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(TGF-β)等可參與NAFLD進(jìn)程，直接或間接地對(duì)肝細(xì)胞造成損傷。有研究指出，脂肪組織中IL-6和TNF-α表達(dá)與NAFLD的嚴(yán)重程度呈正相關(guān)[1]。TNF-α是一種由巨噬細(xì)胞和單核細(xì)胞產(chǎn)生的促炎細(xì)胞因子，在惡性腫瘤、敗血癥、慢性炎癥等病理狀態(tài)下顯著增多。TNF-α可能是單純性脂肪肝進(jìn)展為非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepatitis, NASH)的重要參與因子。高濃度TNF-α可促進(jìn)脂肪動(dòng)員、抑制外周脂肪組織分解、下調(diào)胰島素活化受體能力，在介導(dǎo)脂肪肝形成、胰島素抵抗方面發(fā)揮重要作用。本文就肝細(xì)胞損傷與凋亡、脂代謝、胰島素抵抗、肝細(xì)胞線粒體障礙、脂質(zhì)過氧化損傷等對(duì)TNF-α在NAFLD進(jìn)展中作用的影響作一綜述。

一、TNF-α的生理功能

TNF-α已被證實(shí)可調(diào)節(jié)多種炎癥和自身免疫過程。TNF-α可通過促進(jìn)T細(xì)胞增殖、損傷血管內(nèi)皮細(xì)胞等作用殺傷腫瘤。在炎癥反應(yīng)中，TNF-α可提高中性粒細(xì)胞的吞噬能力，刺激巨噬細(xì)胞和單核細(xì)胞分泌IL-1等炎癥因子。TNF-α也可通過募集免疫細(xì)胞、誘導(dǎo)產(chǎn)生前列腺素和環(huán)氧合酶、誘導(dǎo)氧化應(yīng)激等途徑促進(jìn)細(xì)胞變性與炎癥進(jìn)展[2]。目前已知的TNF-α誘導(dǎo)的炎癥信號(hào)通路包括NF-κB、p38絲裂原蛋白活化激酶(p38MAPK)、c-Jun N末端激酶(JNK)、細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(ERK)等[3]。

二、TNF-α在NAFLD中的作用

1. TNF-α促進(jìn)肝細(xì)胞損傷與凋亡：TNF-α誘導(dǎo)肝細(xì)胞凋亡的途徑涉及NF-κB通路。發(fā)生脂肪性肝炎時(shí)，NF-κB信號(hào)可被修飾，從而促進(jìn)Fas和TNF-α表達(dá)，TNF-α或Fas可通過激活caspase、釋放細(xì)胞色素c以及促進(jìn)凋亡小體形成來誘導(dǎo)肝細(xì)胞損傷[4]。肝細(xì)胞中的TNF-α可結(jié)合受體TNFR1，通過激活由IKKα、IKKβ、IKKγ組成的IKK復(fù)合物來抑制促炎抗凋亡的NF-κB通路，介導(dǎo)肝細(xì)胞變性壞死[5]。體外TNF-α干預(yù)肝細(xì)胞可誘導(dǎo)NF-κBp65表達(dá)增加并抑制抗凋亡基因Bcl-2的表達(dá)[6]，誘導(dǎo)肝細(xì)胞凋亡。有文獻(xiàn)指出，NF-κB靶基因A20在受到TNF-α刺激后，參與抑制NF-κB通路的激活，促進(jìn)肝細(xì)胞增殖，可參與逆轉(zhuǎn)肝細(xì)胞凋亡的進(jìn)程[7]。

2. TNF-α參與調(diào)節(jié)脂代謝：TNF-α可促進(jìn)外周脂肪動(dòng)員。TNF-α通過激素敏感性脂肪酶(HSL)途徑促進(jìn)游離脂肪酸(FFA)的釋放，促進(jìn)肝臟攝取增加。TNF-α還可下調(diào)甘油三酯脂肪酶(ATGL)的活性，抑制脂肪細(xì)胞前體分化并促進(jìn)甘油釋放，有效促進(jìn)脂肪細(xì)胞脂解[8]。升高的FFA可通過TLR4/NF-κB途徑使巨噬細(xì)胞分泌TNF-α增加[9]，導(dǎo)致TNF-α與FFA相互促進(jìn)的惡性循環(huán)。此外，棕色脂肪組織在能量平衡的代謝調(diào)節(jié)中有重要意義，具有獨(dú)特的產(chǎn)熱能力，而TNF-α可參與胰島素抵抗誘導(dǎo)的褐色脂肪細(xì)胞凋亡萎縮[10]，促進(jìn)肥胖伴發(fā)高胰島素血癥的形成。

TNF-α-308和-238等位基因的多態(tài)性亦與脂代謝有關(guān)。一項(xiàng)來自南非的研究[11]指出，與-308GG基因型相比，TNF-α-308GA+AA基因型人群肥胖風(fēng)險(xiǎn)更高且與脂肪攝入密切相關(guān)。攝入α-亞麻酸后，-308GG基因型攜帶者血清高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)上升，而GA+AA基因型攜帶者HDL-C下降；攝入多不飽和脂肪酸后，GG基因型攜帶者血清低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)下降，而GA+AA基因型攜帶者LDL-C上升。Joffe等[12]發(fā)現(xiàn)，在TNF-α-238等位基因中，與GG基因型相比，GA基因型攜帶者在脂肪攝入后更容易發(fā)生肥胖，且脂蛋白變化趨勢(shì)與種族有關(guān)。

TNF-α還可影響肝臟脂質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)。有研究指出，輸注TNF-α可通過TNF-α受體以及p38MAPK途徑介導(dǎo)腸道載脂蛋白(Apo)B48的產(chǎn)生，升高血清三酰甘油水平并促進(jìn)含ApoB48的脂蛋白蓄積[13]。這也是TNF-α促進(jìn)胰島素抵抗的途徑之一。ApoA-Ⅰ是血漿HDL的主要成分，與代謝綜合征發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)呈負(fù)相關(guān)，而TNF-α可通過NF-κB、JNK、MEK1/2等信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑上調(diào)ApoA-Ⅰ mRNA表達(dá)并刺激單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞分泌ApoA-Ⅰ蛋白[14]。提示在炎癥早期，TNF-α可能通過誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞中ApoA-Ⅰ的表達(dá)來發(fā)揮一定的抗炎作用。

3. TNF-α參與形成胰島素抵抗：TNF-α與胰島素抵抗密切相關(guān)。Ob/ob肥胖模型小鼠在TNF-α基因缺失的情況下可提高胰島素敏感性，這可能是由于TNF-α可促進(jìn)內(nèi)臟和皮下脂肪細(xì)胞攝取葡萄糖[15]。TNF-α可作用于肝細(xì)胞中IKKβ/NF-κB通路誘導(dǎo)胰島素抵抗的產(chǎn)生，特異性敲除肝臟IKKβ基因的小鼠則可保有肝臟的胰島素功能[16]。飲食誘導(dǎo)的肥胖可伴有骨髓和外周血中單核細(xì)胞群的改變，其中Ly6Chigh單核細(xì)胞與胰島素抵抗指數(shù)呈正相關(guān)，而TNF-α被證實(shí)是驅(qū)動(dòng)Ly6Chigh單核細(xì)胞增多的主要因素[17]。

已知TNF-α可通過多種途徑誘導(dǎo)胰島素抵抗：TNF-α通過作用于JNK抑制胰島素受體底物(IRS-1/2)酪氨酸磷酸化并刺激其絲氨酸磷酸化，從而加重肝臟脂肪變性和胰島素抵抗[15]；在脂肪細(xì)胞胰島素抵抗模型中，細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞膜上的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)子(GLUT4)明顯下降，從而引起葡萄糖的消耗減少[18]。TNF-α也可直接抑制脂肪細(xì)胞中GLUT4表達(dá)，從而誘發(fā)胰島素抵抗[19]；脂聯(lián)素可直接作用于肝細(xì)胞并通過抑制脂肪酸的合成刺激其氧化從而增強(qiáng)肝細(xì)胞對(duì)胰島素的敏感性，而TNF-α可抑制脂聯(lián)素的活性，誘導(dǎo)胰島素抵抗[20]；小鼠模型中，過表達(dá)AMPK可通過促進(jìn)肝細(xì)胞小異二聚體伴侶mRNA表達(dá)來改善胰島素抵抗，同時(shí)抑制NF-κB相關(guān)的炎癥損傷和細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)沉積[21-22]，而TNF-α可降低AMPK活性[23]，促進(jìn)胰島素抵抗的形成和NAFLD的進(jìn)展。

4. TNF-α與肝細(xì)胞線粒體障礙以及脂質(zhì)過氧化損傷相關(guān)：NAFLD患者肝組織中線粒體呼吸鏈復(fù)合物活性降低，且與血清TNF-α和體重指數(shù)呈負(fù)相關(guān)[24]。TNF-α可通過結(jié)合其受體TNFR1并激活酸性鞘磷脂酶促進(jìn)神經(jīng)酰胺的合成，誘導(dǎo)線粒體釋放蛋白質(zhì)，促進(jìn)細(xì)胞死亡。酸性鞘磷脂酶可通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激IREα/XBP-1通路激活未折疊蛋白反應(yīng)，從而促進(jìn)脂肪生成和肝脂肪變性；酸性鞘磷脂酶還可上調(diào)自噬相關(guān)基因，激活肝星狀細(xì)胞(HSC)參與纖維化進(jìn)程[25]。已有研究[26]發(fā)現(xiàn)，酸性鞘磷脂酶缺乏可改變脂肪細(xì)胞形態(tài)并抑制Rictor(mTOR伴侶)激活，從而減輕飲食誘導(dǎo)的小鼠脂肪變性。有學(xué)者指出，誘導(dǎo)線粒體解偶聯(lián)可活化AMPK，增加脂肪酸氧化，從而在NAFLD中發(fā)揮改善糖代謝和脂代謝的作用[27]。而TNF-α可降低AMPK活性，這可能是線粒體障礙和脂質(zhì)過氧化損傷的原因之一[28]。

TNF-α與肝細(xì)胞氧化應(yīng)激、脂質(zhì)過氧化損傷形成相互促進(jìn)的惡性循環(huán)。一方面，活性氧簇(ROS)增多和脂質(zhì)過氧化損傷可促使TNF-α合成增加；另一方面，TNF-α可活化神經(jīng)鞘磷脂酸，抑制線粒體呼吸鏈電子傳遞，使ROS升高，產(chǎn)生脂質(zhì)過氧化，導(dǎo)致肝細(xì)胞壞死[29]。有研究指出，F(xiàn)FA受體FFA2R激動(dòng)劑Cmp1可促進(jìn)嗜中性粒細(xì)胞誘導(dǎo)形成NADPH氧化酶并在中性粒細(xì)胞中誘導(dǎo)ROS產(chǎn)生，TNF-α可顯著上調(diào)此反應(yīng)活性，但具體機(jī)制尚不明確[30]。

三、抗TNF-α療法對(duì)于脂肪肝具有重要意義

探討TNF-α參與NAFLD進(jìn)展的機(jī)制對(duì)于改良脂肪肝療法具有重要意義?？筎NF-α療法已在類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、銀屑病、潰瘍性結(jié)腸炎、克羅恩病等疾病的治療中取得良好療效[3]。已有研究證實(shí)TNF-α拮抗劑依那西普可改善代謝綜合征患者的葡萄糖穩(wěn)態(tài)[31]，口服重組抗TNF融合蛋白(PRX-106)可減輕高脂飲食小鼠的肝損傷并降低血清三酰甘油和天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)水平[32]。

四、結(jié)語

隨著人們的生活方式和飲食結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，NAFLD的發(fā)病率越來越高。NAFLD的發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，其中TNF-α在NAFLD的病程進(jìn)展中發(fā)揮重要作用。TNF-α不但可促進(jìn)肝細(xì)胞損傷和凋亡，還可通過促進(jìn)外周脂肪動(dòng)員、刺激肝臟脂質(zhì)合成、影響脂質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)使肝臟脂質(zhì)蓄積。此外，TNF-α還可誘導(dǎo)胰島素抵抗，并促進(jìn)肝細(xì)胞線粒體障礙與脂質(zhì)過氧化損傷。目前，TNF-α在NAFLD中的具體作用機(jī)制尚不明確。以TNF-α為潛在靶點(diǎn)的抗TNF-α療法在NAFLD相關(guān)臨床中的運(yùn)用也相對(duì)較少，這仍是NAFLD重要的研究方向之一。