TRAF3与非酒精性脂肪性肝病的相关性

胡丹丹 沈琼 吴英 高贝贝 曹梦蝶 从相国 俞岭 陈蕾

苏州市立医院本部内分泌科 215002

肿瘤坏死因子相关受体因子(TRAF)家族蛋白在哺乳动物中的进化非常保守，该蛋白家族包括7个成员，在多种病理生理过程中发挥信号调节作用[1- 2]。其中，TRAF3是1个含有锌指结构和TRAF域的蛋白，能够与CD40结合，从而发挥重要的生理作用。该因子在多种组织广泛表达，如心、肝、脾脏、淋巴结等[3-4]。非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)是以脂肪在肝细胞内弥漫性沉积为主要病变的一种临床病理综合征，与肥胖、胰岛素抵抗、高血压、血脂异常密切相关，包括单纯性脂肪肝、脂肪性肝炎、肝纤维化、肝硬化，甚至演变成肝癌的一系列疾病谱[5-6]。NAFLD现在被认为是一种多系统疾病，不仅增加肝脏相关疾病的发病率和死亡率，而且增加心血管疾病、慢性肾病、肝外肿瘤的发病率和死亡率[7-8]。相关专家预计NAFLD将可能成为全球肝移植的主要指征[9]。此外，人群研究也发现，与正常人相比，NAFLD患者肝组织中TRAF3 mRNA和蛋白表达水平明显高于正常人群，提示TRAF3在NAFLD脂代谢的调节中具有重要作用[10]。本文将对TRAF3的结构、分布、功能及其与NAFLD的相关性予以综述。

1 NAFLD的流行病学及发病机制

在发达国家，NAFLD已超过病毒性肝炎和酒精性肝病成为最常见的肝脏病变，成人患病率高达30%，在肥胖患者中的患病率高达80%[11-12]。我国成人NAFLD的患病率日益增加，与肥胖、2型糖尿病和代谢综合征的发病率增加相平行[13]。

NAFLD的特征性病变是大量肝细胞发生大泡性脂肪变性，NAFLD的发展是一个复杂、多因素参与的过程，其发病机制与胰岛素抵抗、脂肪因子异常、氧化应激、凋亡易感性增加以及对细胞损伤的反应异常等有关[14]。“二次打击学说”是目前较为公认的发病机制。近几年越来越多的研究关注基因多态性与NAFLD的相关性。研究显示，Patatin样磷脂酶域3 (PNPLA3)基因rs738409多态性与 NAFLD遗传易感性相关[15-16]。PNPLA3rs738409基因多态性与肝脏脂肪含量增加及肝脏炎性反应相关[17]。

2 TRAF3的分子结构和生理作用

TRAF3可以促进胰岛素抵抗、糖异生、炎性反应以及脂质的聚集，其主要是通过介导肝内c-Jun氨基末端激酶(JNK)和核因子-κB通路，参与葡萄糖及脂质的代谢调节[18]。核因子-κB是能够调节DNA转录的蛋白复合物，在几乎所有的动物细胞中都有表达，核因子-κB信号通路又分为经典核因子-κB通路和非经典核因子-κB信号通路。通常情况下，存在于细胞质中的无活性的Rel二聚体，能够与核因子-κB抑制蛋白(IκBs)相互作用，抑制核因子-κB信号通路。当细胞受到如应激、细胞因子、自由基或细菌、病毒等外界刺激时，通过一系列激酶磷酸化IκB，促进其蛋白酶体降解，从而使核因子-κB能够顺利入核，调控基因表达[19]。研究表明，TRAF3能够与核因子-κB诱导激酶(NIK)相互作用，触发NIK的蛋白酶体降解途径。当TRAF3基因敲除后能够促进NIK在细胞中累积，而NIK能够与IκB激酶α (IKKα)发生相互作用，直接磷酸化IKKα，使之发生二聚化，从而激活非经典核因子-κB 信号通路，反之，当TRAF3过表达时，能够抑制非经典核因子-κB信号通路[20]。

3 TRAF3在NAFLD中的作用

动物研究发现，与对照组相比，肝脏过表达TRAF3可引起肝脏的脂质聚集、与胆固醇合成相关的基因表达明显增加，而与胆固醇分解相关的基因表达下降，并激活核因子-κB和JNK信号通路，从而促进炎性反应的发生及细胞因子产生[21]。另外，肝脏特异性敲除TRAF3基因(TRAF3-LKO)小鼠的空腹血糖、空腹胰岛素、胰岛素抵抗指数均明显低于正常小鼠，胰岛素抵抗明显改善，肝脏脂肪变性得到缓解。

3.1 促进肝脏脂质的聚集 在NAFLD患者中，脂代谢紊乱最常见，脂质摄入增加、高脂血症及脂肪组织动员增加，使肝脏摄取脂肪酸增加，线粒体氧化超载。TRAF3通过促进肝脏脂质聚集发挥重要作用。研究发现，经过24周高脂饮食喂养的TRAF3-LKO小鼠肝脏的大小、重量、肝脏重量与体重之比明显低于对照组。另外，油红O染色显示，TRAF3-LKO小鼠肝脂质的聚集、甘油三酯、总胆固醇、脂肪酸含量均较对照组明显降低。与胆固醇合成有关的基因表达明显下降，如3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶、固醇调节元件结合蛋白-1c，与脂肪酸摄取有关的基因CD36、脂肪酸转运蛋白1和脂肪酸结合蛋白1以及与脂肪酸合成有关的基因表达受抑制，如脂肪酸合成酶、硬脂酰辅酶A去饱和酶-1、乙酰辅酶A羧化酶A、过氧化物酶体增殖物活化受体(PPAR)γ。但是，与胆固醇分解有关的基因表达均明显增加，如胆固醇7α羟化酶、ATP结合转运蛋白G1；同时与脂肪酸β氧化有关的基因表达也增加：如丙酮酸脱氢酶激酶4、PPARα和肉碱棕榈酰转移酶-1α。而在肝脏过表达TRAF3的小鼠中，结果与之相反，肝脏脂质聚集明显增加，并且与胆固醇合成、脂肪酸摄取、脂肪酸合成有关的基因表达明显增加，并且抑制了胆固醇输出和脂肪酸分解，以上结果表明，TRAF3在促进NAFLD形成中发挥了极其重要的作用[10]。另有研究通过敲除骨髓细胞TRAF3基因，同样发现肝脏的重量及甘油三酯的含量均较正常小鼠含量低，而肝脏中脂质的聚集较正常对照组明显减少，进一步证实TRAF3在脂代谢中起重要作用[22]。

3.2 TRAF3可促进肝脏炎性反应的发生 NAFLD与慢性炎性反应密切相关。最新研究证实，NAFLD与肿瘤坏死因子-α、白细胞介素(IL)-6、IL-1β等促炎性因子的释放和上调有关[23]。JNK是丝裂原活化蛋白激酶家族的重要成员之一，由于它可以调控细胞内、外不同的应激反应，因此也被称为应激激活蛋白激酶[24]。核因子-κB信号通路和JNK信号通路均与脂肪酸代谢密切相关，可促进脂肪肝的形成[25]。对高脂喂养TRAF3-LKO小鼠的研究发现，血清促炎因子如IL-1β、IL-4、IL-6、肿瘤坏死因子-α、IL-2和趋化因子如单核细胞趋化蛋白-1浓度明显低于对照组，而肝脏TRAF3过表达小鼠血清中的炎性因子表达却增加，抗炎因子IL-10的表达明显下降。此外，TRAF3可持续影响肝组织中炎性因子的表达。体内外研究均证实，高脂饮食状态下，TRAF3可活化核因子-κB信号通路。另有研究证实，在缺血-再灌注损伤后的正常肝组织中，免疫荧光染色显示LY6G+中性粒细胞和CD68+巨噬细胞均被显著激活，而TRAF3-LKO小鼠的炎性细胞向肝叶的迁移和聚集受抑制，肝小叶中炎性细胞浸润降低，而在肝脏过表达TRAF3小鼠的肝小叶中却发现大量的炎性细胞聚集。当肝脏过表达TRAF3时，核因子-κB和JNK信号通路均被激活，引起炎性反应的发生及细胞因子产生，促进肝脏脂质的沉积，导致脂肪肝的形成，当敲除肝脏TRAF3基因时，结果却与之相反[21]。

3.3 促进胰岛素抵抗的发生 在“二次打击”或“多重打击”学说中，导致NAFLD产生的初次打击为胰岛素抵抗。胰岛素抵抗程度越严重，肝脏损伤程度也越重，所以胰岛素增敏剂可能成为NAFLD的治疗药物[26]。胰岛素信号通路包括胰岛素受体底物(IRS)蛋白和蛋白激酶B(Akt)，胰岛素信号通路受阻，会引起胰岛素敏感性下降和糖耐量异常，促进肝脏脂质的合成及脂肪变，进而促进慢性肝脏炎性反应的发生及胰岛素抵抗[27-28]。为了明确胰岛素信号通路是否受损，研究者检测了TRAF3-LKO小鼠肝组织中IRS1、Akt和糖原合成酶激酶3β的磷酸化表达水平，结果发现，TRAF3-LKO鼠的IRS1(Ser307)磷酸化水平较低，而IRS1(tyr608)、Akt和糖原合成酶激酶3β的磷酸化水平增加明显，表明胰岛素信号通路被激活。另外，TRAF3-LKO小鼠的FOXO1磷酸化增加，磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶和葡萄糖6磷酸酶表达均降低。进一步研究发现，肝脏过表达TRAF3可通过依赖转化生长因子β活化激酶1(TAK1)使其泛素化，进而引起胰岛素通路IRS-Akt激活受阻、胰岛素抵抗，从而促进NAFLD的发生。当特异性敲除肝脏TRAF3基因时，TAK1表达降低，IRS-Akt通路活化，胰岛素抵抗较前好转，以上研究可证明TRAF3通过依赖TAK1途径引起胰岛素抵抗[10]。其他研究也同样证明，小鼠肝细胞过表达TRAF3时，糖耐量异常、胰岛素抵抗加重，发生肝脏脂肪变。当肝脏特异性敲除TRAF3基因时，可明显改善胰岛素抵抗，缓解肝脏脂肪变性[18]。上述研究均表明，TRAF3能够特异性抑制高脂饮食诱导的肥胖、胰岛素抵抗和葡萄糖代谢紊乱。

据全球流行病学研究报道，NAFLD现在已成为世界上最常见的肝病，影响了全球近四分之一的人口[29]。NAFLD是系统性胰岛素抵抗的一种表现，随着时间的推移，单纯性脂肪性肝病可进展为脂肪性肝炎，进而诱发肝硬化及原发性肝癌。肝细胞癌的年发生率为0.44/1 000人，随着人们生活的改善，NAFLD的高患病率和快速增长趋势，NAFLD相关的肝细胞癌病例数也将持续增长。研究证实，NAFLD可不经过肝硬化直接导致肝细胞癌的发生，复发率高，预后差，NAFLD逐渐成为现阶段肝细胞癌主要的致病因素之一[30-31]。所以对NAFLD的早期治疗具有重要的临床意义。目前对于NAFLD没有特效药，主要的治疗措施包括饮食和运动等生活方式干预，但是超过50%的患者无法通过坚持生活方式的改变达到治疗的目的[32]。TRAF3是一种新型代谢调控因子，肝脏特异性敲除TRAF3基因后可缓解胰岛素抵抗、糖耐量异常、肝脏脂肪变，通过减少TRAF3的表达或阻断TRAF3-TAK1信号通路，可能成为治疗NAFLD的新靶点。