非酒精性脂肪肝脂毒性的分子机制

摘要

脂毒性大致定义为在脂肪异常积聚的情况下观察到的细胞毒性。¹肝脏脂肪堆积或肝脂肪变性是多种疾病的形态学特征。这篇综述的重点是已知的肥胖相关脂肪肝继发的细胞毒性机制。脂肪组织是热量过剩的主要储存库，并经历了许多功能变化，这些变化是肥胖患者的特征，^2,三胰岛素抵抗，脂肪细胞；在这些变化中，尤其是与其他靶组织相比，脂肪细胞凋亡是明显缺失的。这些脂肪细胞变化包括脂肪分解增强，释放游离脂肪酸[也称为非酯化脂肪酸（NEFA）]，⁴脂肪因子释放^5,6和炎症细胞因子。⁷这些扰动以及肝细胞胰岛素抵抗促进了肝细胞脂肪变性的发展，这是一种公认的非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）。在NAFLD中，进行性三酰甘油沉积超过了肝脏输出极低密度脂蛋白颗粒（VLDL）和游离脂肪酸（FFAs）的β-氧化的能力。此外，部分NAFLD患者会出现肝脏炎症，即非酒精性脂肪性肝炎（NASH），并可能发展为肝硬化及其并发症。⁸该综合征肝损伤的可能机制包括但不限于脂肪酸氧化和氧化应激增加，⁹细胞膜脂肪酸和磷脂组成的改变，^10,11细胞胆固醇含量的改变，¹²神经酰胺信号传导障碍，¹³以及直接游离脂肪酸毒性。¹⁴最近的发展阐明了一些介导NASH肝损伤的细胞机制，并对其进行了详细讨论。

游离脂肪酸

有明确的数据支持循环FFA在肝脂肪变性发展中的作用。¹⁵FFA是指长链（16个碳或更多）饱和和不饱和脂肪酸。NAFLD患者的循环FFA升高。¹⁶肝脏对FFA的摄取是不受调节的，面对循环水平的升高，肝细胞会持续摄取这些毒素。¹⁷FFA是疏水性的，可以在细胞膜上扩散，也可以被脂肪酸转运蛋白（FATP）或脂肪酸转运体CD36转运。^18,19特别是FATP5由肝细胞表达，并有助于长链FFA的摄取。²⁰缺乏FATP5的小鼠将脂质从肝脏分配到其他组织。类似地，肝脂肪酸结合蛋白（FABP）存在于肝细胞的胞浆中，如果没有FABP，肝细胞会受到保护，免受饱和脂肪诱导的三酰甘油沉积。²¹这些蛋白表达的改变可能会促进人类肝细胞的脂肪毒性。虽然这些模式在人类NAFLD中尚未阐明，但Donnelly等人已对循环FFA对肝脏三酰甘油组成的贡献进行了细致研究。肝细胞三酰甘油和循环三酰甘油丰富的脂蛋白颗粒含有酯化脂肪酸，这些脂肪酸可能来自三个来源：，包括循环FFA，通过从头开始的脂肪生成间接来自膳食碳水化合物和氨基酸，以及膳食脂肪酸。在本研究中，脂肪组织衍生的循环游离脂肪酸分别占禁食和喂食状态下总循环池的82%和62%，反过来，在肝脏和循环中富含三酰甘油的脂蛋白颗粒中分别提供59%和62%。¹⁵因此，肝脏三酰甘油的大部分来源于脂肪细胞脂肪分解产生的循环游离脂肪酸，这是胰岛素抵抗代谢综合征的特征。

肝脂类

Puri等人最近全面分析了非酒精性脂肪性肝炎和非酒精性肝患者的肝脏脂质组成。¹²在这项研究中，由每组9名受试者组成，与年龄、性别和体重指数匹配的对照组相比，肝总脂质含量和三酰甘油显著升高。肝脏FFA在整个肝损伤范围内没有变化。在三酰甘油和二酰甘油中，饱和脂肪酸棕榈酸和单不饱和脂肪酸油酸升高，这可能反映了它们在循环FFA池中的可用性更高。在本研究中，未对循环FFA进行分析。然而，其他研究表明，非酒精性脂肪肝患者的循环油酸和棕榈酸水平升高。²²另一项研究显示，NASH患者的肝脏FFA中，油酸和棕榈油酸均升高。²³综上所述，这些研究表明，非酒精性脂肪肝和NASH患者的肝脏中三酰甘油的显著增加，以及循环FFA对肝脏三酰甘油沉积的贡献。肝FFA没有持续升高，可能是由于肝细胞有效酯化形成三酰甘油。值得注意的是，与NASH患者相比，NAFLD患者的血脂谱没有差异；由此可以得出结论，存在其他致病机制来解释肝损伤的发展，这些机制独立于导致脂肪变性的代谢改变。

最后，大量数据表明，脂肪酸而非其酯化产物介导脂肪毒性。在一些实验系统中，可以消除棕榈酸转化为三酰甘油的现象，例如通过与油酸共处理或过表达硬脂酰辅酶A去饱和酶-1（SCD1）来催化硬脂酸形成油酸和棕榈酸饱和脂肪酸毒性形成棕榈油酸。^24,25事实上，SCD1的缺失导致肝脏脂质积聚减少，支持了单不饱和脂肪酸优先并入三酰甘油的事实。二酰甘油酰基转移酶2是一种负责细胞内游离脂肪酯化的酶，其基因缺失可防止细胞脂肪变性，并加重而非减弱FFA的细胞毒性。²⁶

脂肪细胞凋亡

细胞凋亡是人类NASH的主要形态学和致病特征^27-29; 其次，它与脂质过多沉积有关，是一种脂质凋亡形式。细胞凋亡，或称程序性细胞死亡，是一种高度调控的细胞死亡形式，因其在肝脏疾病中的致病作用而日益被人们认识。读者可以参考最近的综述，了解凋亡途径的详细信息及其在各种肝脏疾病中的相关性。³⁰简言之，肝细胞可通过死亡配体、Fas和肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体（TRAIL）激活的外源性途径或通过膜结合细胞器（如溶酶体、内质网和线粒体）的细胞内应激激活的内源性途径进行凋亡。在细胞凋亡级联的激活中，线粒体通透性发生，导致胱天蛋白酶3和7的激活，细胞靶标如细胞角蛋白18的切割，以及特征性的细胞凋亡形态。M30新抗原是凋亡细胞在天冬氨酸396位caspase 3裂解细胞角蛋白18时释放的一种蛋白。^31,32在线粒体上游，Bcl-2蛋白家族的成员充当促凋亡和抗凋亡调节器。^33,34在线粒体水平上，Bcl-2家族的多域促凋亡成员Bak和Bax是线粒体通透性和膜间释放促凋亡蛋白所必需的。Bcl-2家族的其他促凋亡蛋白有Bid、Noxa、Puma、Bim、Bmf、Bik、Hrk和Bad（根据结构仅称为BH-3结构域），抗凋亡蛋白有Bcl-2、Bcl-xL、A1和Mcl-1。

NASH患者肝活检标本中首次报道细胞凋亡。^27-29肝细胞凋亡程度与肝损伤相关，天冬氨酸转氨酶/丙氨酸转氨酶比值>1的患者凋亡率较高。此外，NASH患者的细胞凋亡高于酒精性脂肪性肝炎患者。²⁷这项研究进一步证明，细胞凋亡还与组织学炎症活动和纤维化相关，因为炎症程度越高、纤维化程度越高的受试者的细胞凋亡率越高。在一项专门测量上皮细胞凋亡标记物（血清细胞角蛋白18片段）的血清学检测中，证明该检测能够可靠区分NASH患者和单纯脂肪变性患者以及对照组。³²因此，细胞凋亡是人类非酒精性脂肪性肝炎的主要病理生理特征。脂肪变性进展为脂肪性肝炎的潜在因素尚不清楚；然而，人们认识到细胞凋亡与脂肪性肝炎相关。脂肪细胞凋亡易感性可能是单纯性脂肪变性患者与脂肪性肝炎患者的区别。本文讨论了已知的这种脂肪凋亡的细胞介质。

游离脂肪酸诱导细胞凋亡

基于双键的存在，具有生物相关性的长链FFA（含16个或更多碳）进一步分为饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸类。与细胞凋亡相关的最丰富且研究最深入的FFA是棕榈酸、16碳长饱和脂肪酸（C16:0）、油酸、18碳长单不饱和脂肪酸、硬脂酸、18炭长饱和脂肪酸类（C18:0）和棕榈油酸，16碳长单饱和脂肪酸类（C16:1）。^12,16,22NASH中的多不饱和脂肪酸发生改变，²³改变肝脏基因表达，尤其是脂质代谢和炎症基因表达；然而，它们还没有被证明对肝细胞有直接毒性，也没有进一步讨论。事实上，在动物模型中进行详细分析时，肝细胞凋亡和损伤与饮食中的多不饱和脂肪酸含量无关。³⁵

饱和脂肪酸可以诱导许多不同细胞类型的细胞凋亡。棕榈酸诱导胰腺β细胞凋亡，^36,37心肌细胞，³⁸微血管内皮细胞，³⁹和肝细胞。在还原模型中单独研究时，单不饱和脂肪酸、油酸和棕榈油酸也会导致细胞凋亡，¹⁴但与饱和脂肪酸相比，这是最小的。事实上，在肝细胞和一些非肝细胞系中，油酸处理或SCD1表达增加有利于三酰甘油沉积，这与毒性降低有关，因为毒性饱和脂肪酸的细胞水平降低。^25,40

线粒体途径

在肝细胞中，饱和脂肪酸、棕榈酸和硬脂酸导致浓度和时间依赖性的脂肪细胞凋亡¹⁴(图1). 这些有毒脂肪酸激活内在的凋亡途径，导致Bax活化、线粒体通透性、细胞色素c的释放以及胱天蛋白酶3和7的激活。该模型中Bax的激活由促凋亡蛋白Bim和细胞内应激激酶C-jun N末端激酶（JNK）调节。FFA激活JNK与其毒性成正比，事实上，FFA诱导的Bax激活和脂肪凋亡是JNK依赖性的。此外，在无细胞系统中，棕榈酸可促进Bax诱导的脂质体渗透。⁴¹NASH中观察到的脂肪酸变化和升高是否直接激活Bax是一个有趣的问题，在复杂的体内环境中不容易解决。

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图1

游离脂肪酸（FFA）诱导肝细胞凋亡。FFA可以调节肝细胞凋亡的内源性和外源性途径。饱和脂肪酸、棕榈酸和硬脂酸导致促凋亡蛋白Bax的c-jun N末端激酶（JNK）依赖性激活，然后导致线粒体通透性，释放细胞色素c，激活效应半胱天冬酶和凋亡。棕榈酸还可以通过Bax活化和Bax依赖性溶酶体通透性激活凋亡的溶酶体途径。此外，棕榈酸和硬脂酸激活蛋白磷酸酶2A（PP2A），从而激活FoxO3a，并转录激活促凋亡蛋白Bim。单不饱和脂肪酸（油酸）本身毒性最小，对死亡受体介导的外源性凋亡途径具有敏感性。油酸处理诱导Fas和TRAIL-R2表达。油酸处理细胞中TRAIL-R2的表达受JNK的转录控制。这使脂肪肝细胞对循环Fas或TRAIL敏感。

BH-3仅促凋亡蛋白

Bim的表达是由饱和脂肪酸、棕榈酸和硬脂酸诱导的，与JNK无关。^14,42棕榈酸和硬脂酸导致蛋白磷酸酶2A介导的去磷酸化和转录因子FoxO3a的激活，FoxO3a是Forkhead含盒蛋白O类的成员。⁴²事实上，FoxO3a不仅可以诱导Bim的表达，而且可以通过抑制FoxO3a的激活或表达来消除棕榈酸和硬脂酸的毒性。油酸毒性最小，导致Bim和FoxO3a活化的表达量非常低，这与其低毒性一致。在神经元皮层细胞中，油酸通过Bad的去磷酸化诱导凋亡，这是FFA诱导肝细胞脂肪凋亡的另一种潜在机制。⁴³这些研究没有阐明蛋白磷酸酶2A激活的机制；然而，这种磷酸酶可以被肝细胞内质网应激激活，⁴⁴这可能是其在脂肪凋亡过程中激活的机制（见下文）。

溶酶体途径

FFA还可以激活细胞凋亡的溶酶体途径。^45,46溶酶体是维持囊内酸性pH值的膜结合细胞器，含有在酸性至中性pH值范围内活性的水解酶。组织蛋白酶B是溶酶体蛋白酶家族中的一种，称为组织蛋白酶，在中性pH值下丰富且活性高。它在溶酶体透化时释放到胞质溶胶中，并可介导下游线粒体透化和半胱天冬酶激活。⁴⁷油酸和棕榈酸（2:1）本身毒性最小，导致溶酶体通透性和组织蛋白酶B的释放，继发于FFA诱导的Bax活化和向溶酶体移位。⁴⁶此外，在NASH患者中，溶酶体通透性和组织蛋白酶B的释放与炎症活动的程度相关，组织蛋白酶B缺乏的小鼠尽管发展为肥胖，但仍能免受饮食诱导的脂肪肝的影响。此外，溶酶体通透性与核因子κB（NF-κB）激活相关，从而导致肝细胞生成肿瘤坏死因子α（TNF-α）。因此，本研究对NASH中TNF-α的来源提供了重要的见解。在一项后续研究中，证明了棕榈酸单独处理可以导致Bax活化和溶酶体通透性。⁴⁵棕榈酸处理也与抗凋亡蛋白Bcl-xL的表达降低有关。在棕榈酸处理的细胞中，Bcl-xL的强制过表达消除了溶酶体的通透性和凋亡。

内质网

ER是一种细胞内膜网络，执行关键的细胞功能。蛋白质合成和加工（与核糖体相关）、脂质合成、碳水化合物代谢、钙螯合、药物解毒和蛋白质糖基化是内质网的一些功能。在“内质网应激”的情况下关键的适应性功能由内质网应激的膜传感器激活，统称为未折叠蛋白反应。^48,49这些适应过程有助于克服压力刺激；然而，当面临长时间内质网应激时，凋亡途径被激活、盛行并导致细胞死亡。内质网应激的膜传感器是肌醇需要蛋白-1（IRE1）、激活转录因子6（ATF6）和蛋白激酶RNA-like ER激酶（PERK）。此处提及它们的下游介质，因为它们是内质网应激的标记物。IRE1激活可导致JNK激活和X-box结合蛋白-1（uXBP1）mRNA的核糖核内裂解为其剪接形式（sXBP-1），这两者都是内质网应激的标志物。PERK活化磷酸化真核翻译起始因子-2α（eIF2α），导致活化转录因子-4（ATF-4）的选择性翻译、C/EBP-同源蛋白（CHOP）的转录和NF-κB的活化，以及生长停滞和DNA损伤34（GADD34）。

遗传性和饮食性肥胖小鼠模型的早期研究表明，内质网应激在肝脏中诱导，导致JNK激活，以及内质网胁迫的其他标志物。⁵⁰JNK激活导致胰岛素受体底物1（IRS-1）的丝氨酸磷酸化，导致胰岛素抵抗。在一个实验模型中，与对照饮食或富含多不饱和脂肪酸饮食的小鼠相比，喂食富含饱和脂肪酸的饮食的小鼠激活了以sXBP-1为特征的内质网应激途径，增加了BiP/GRP 78（免疫球蛋白结合蛋白），CHOP蛋白的凋亡率更高。³⁵在后续研究中，通过解剖单个脂肪酸的毒性，证明了饱和脂肪酸、棕榈酸和硬脂酸激活了内质网应激途径并导致体外细胞凋亡；然而，在油酸或亚油酸处理的细胞中没有观察到这种情况。⁵¹事实上，棕榈酸诱导的内质网应激和毒性在油酸或亚油酸处理的细胞中被消除。在患有NAFLD和NASH的人类受试者中，通过真核翻译起始因子-2α（p-eIF2α）的磷酸化检测到PERK的强烈激活。⁵²然而，在其下游，ATF4、CHOP和GADD34的激活并没有被一致观察到。BiP/GRP 78是一种主要的内质网伴侣蛋白，是内质网应激传感器的调节因子。NASH患者的mRNA水平升高，NAFLD患者的uXBP-1 mRNA升高，NASH患者sXBP-1的mRNA降低。这些变化证明了人类脂肪肝内质网应激途径的激活；然而，没有发现一致的变化模式，也没有评估这些标记的实际蛋白质含量。认识到人类研究的局限性，这为未来的研究开辟了一个领域，通过详细的实验研究来解决内质网应激在NASH发病机制中的作用。事实上，一些标记物的片状激活提出了一个问题：“NASH是否是一组异质性疾病，至少在机制和分子水平上是这样的？”

C-JUN N末端激酶

JNK属于细胞内有丝分裂原激活蛋白（MAP）激酶家族；在活化过程中，它导致转录因子磷酸化和活化，从而调节基因表达，如早期基因。⁵³它还可以磷酸化和调节其他蛋白质。例如，JNK介导的Bcl-2磷酸化使其失活并促进凋亡。⁵⁴JNK也可能直接激活Bax，导致细胞凋亡。⁵⁵在饱和脂肪酸诱导毒性的细胞模型中，JNK介导Bax活化和凋亡，这两者在JNK抑制剂的存在下都会被消除。¹⁴在三个已知的JNK基因中，有两个在肝脏中表达，分别是JNK1和JNK2。在实验性肥胖小鼠饮食和遗传模型中，JNK在肝脏、脂肪组织和骨骼肌中被激活，⁵⁶JNK1介导肥胖诱导的胰岛素抵抗。在脂肪性肝炎的蛋氨酸和胆碱缺乏小鼠饮食模型中，JNK1介导肝损伤的发展。⁵⁷JNK2也可能参与脂肪性肝炎，但在JNK1存在的情况下其功能不明显。⁵⁸在NASH患者的肝脏样本中观察到JNK激活。⁵²NAFLD患者的JNK磷酸化水平与对照组相似。

死亡受体

死亡受体是属于肿瘤坏死因子受体基因超家族的细胞表面受体。³⁰它们是跨膜蛋白，将同源配体结合在细胞表面，并通过保守的细胞质死亡域，通过招募衔接分子，向细胞死亡发出信号。肿瘤坏死因子受体1（TNFR-1）和肿瘤坏死因子受体1（TNFR-2）在肝细胞上表达，并被肿瘤坏死因子α激活。只有TNFR-1是一个完整的受体，可以启动细胞内凋亡。激活时，TNFR-1首先激活NF-κB，导致其靶基因转录激活，包括促炎基因和生存信号。随后，如果NF-κB介导的生存信号被抑制，受体-甘氨酸复合物导致凋亡信号的启动。TNF-α还可以导致JNK活化，如果持续下去，可以促进细胞死亡。原代肝细胞对TNF-α的凋亡作用具有抵抗力；然而，在存在蛋白质合成抑制剂或NF-κB抑制剂的情况下，肝细胞将经历TNF-α介导的细胞死亡。Fas在肝细胞上表达，在结合Fas配体上激活，并指示凋亡细胞死亡。与TNF-α不同，Fas激活本身会导致凋亡细胞死亡。肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体（TRAIL）及其两个受体TRAIL受体2[TRAIL-R2/死亡受体5（DR5）]和TRAIL受体1[TRAIL_R1/死亡受体4（DR4）]与NASH的发病机制有关。

TNF-α是一种促炎细胞因子，也可以诱导易感细胞的细胞死亡。肥胖是一种慢性炎症状态，其特征是脂肪组织巨噬细胞浸润并释放许多炎症介质，⁵⁹包括但不限于TNF-α。⁷饮食性肥胖患者的脂肪组织和循环TNF-α水平升高，导致胰岛素抵抗。TNF-α通过增加脂肪生成基因的表达，促进肝脏脂肪变性的发展，⁶⁰TNF-α信号的药物或基因抑制与肝脂肪变性减少有关。^61,62尚未观察到TNF-α在人类NASH中的凋亡作用。NASH患者肝脏中Fas表达增强。²⁷在饮食小鼠模型中，如蛋氨酸和胆碱缺乏饮食和高蔗糖饮食，脂肪变性的诱导伴随着肝脏Fas表达的增加。^63,64Fas表达增加对Fas配体介导的凋亡具有敏感性。在肥胖和脂肪肝的基因小鼠模型中，脂肪肝细胞对Fas毒性敏感，然而，这种现象发生在Fas表达缺乏增强的情况下。⁶⁵在细胞培养系统中，脂肪细胞诱导Fas的表达，并对其诱导凋亡的作用敏感。⁶³同样，TRAIL-R2在游离脂肪酸处理的细胞系中表达增强。⁶⁶即使是毒性最小的脂肪酸，油酸也能诱导TRAIL-R2的表达，并使细胞对TRAIL诱导的凋亡敏感。脂肪细胞对TNF-α毒性不敏感。⁶⁶JNK激活转录调节油酸诱导的TRAIL-R2上调和对TRAIL的敏化。在人类样本中，脂肪肝中TRAIL-R2和TRAIL-R1的表达上调。^66,67虽然健康的人肝细胞被认为对TRAIL有抵抗力，但脂肪变性使肝细胞对TRAIL诱导的凋亡敏感。⁶⁷

神经酰胺

神经酰胺是由鞘氨醇和脂肪酸组成的复合脂质，在内质网中由鞘氨脂和脂肪酸部分（通常为棕榈酰辅酶a）合成。¹³长链饱和脂肪酸的有效性是神经酰胺合成的速率限制步骤；因此，在营养性肥胖伴棕榈酸和硬脂酸升高的情况下，神经酰胺的过度合成是可能的。神经酰胺进一步与磷酰胆碱结合形成鞘磷脂，即人类的主要鞘磷脂。神经鞘磷脂也可以通过鞘磷脂酶诱导水解从鞘磷脂中快速生成神经酰胺。神经酰胺在胰岛素抵抗中的作用已在其他地方进行了综述。⁶⁸在造血前体细胞系中，棕榈酸和硬脂酸处理可诱导从头合成神经酰胺，这与细胞凋亡有关。⁶⁹棕榈酸诱导的细胞凋亡被新生神经酰胺合成的药物抑制剂消除，并通过阻止线粒体摄取棕榈酰辅酶A促进神经酰胺合成而增强。虽然TNF-α和Fas都能激活鞘氨醇酶，导致神经酰胺快速积聚，并对细胞凋亡进行调节，但神经酰胺在人类脂肪肝发病机制中的作用尚不清楚。在小鼠模型中，饱和脂肪饮食诱导的肥胖通过内质网应激和细胞凋亡导致肝损伤，与神经酰胺无关。³⁵棕榈酸诱导的溶酶体通透性也与神经酰胺无关，棕榈酸和硬脂酸诱导FoxO3a表达Bim也是如此。^42,46尽管不能排除在Fas诱导的凋亡信号级联中神经酰胺可能发挥作用，但在正常肝、脂肪肝和脂肪性肝炎的范围内，基底神经鞘磷脂含量没有变化。^12,70

胆固醇

对人类肝脏样本的脂质成分分析表明，NAFLD患者和NASH患者的游离胆固醇含量逐渐增加，与对照组相比，游离胆固醇显著增加，几乎增加了2倍。¹²这伴随着两种情况下血清总胆固醇的增加。三组患者的肝脏胆固醇酯水平相当。在一项旨在评估饮食中游离胆固醇负荷作用的啮齿动物研究中，喂食高胆固醇饮食的大鼠发生了微泡脂肪变性，并对TNF-α的凋亡作用敏感，而对照组喂食的大鼠（Lombardi-diet）发生了大泡脂肪变性并对TNFα无敏感⁷¹此外，该模型内质网的游离胆固醇负荷不足以诱导内质网应激。在本研究中观察到的TNF-α致敏性是线粒体谷胱甘肽储存减少的继发性，可通过S-腺苷-L-甲硫氨酸纠正，其可补充线粒体谷胱甘肽水平。在动脉粥样硬化巨噬细胞中，游离胆固醇积累导致钙耗竭和内质网应激，激活未折叠蛋白反应和内质网应激诱导的细胞凋亡。^72,73游离胆固醇在人类非酒精性脂肪性肝炎中的作用及其诱导内质网应激的能力需要进一步研究。

氧化应力

在脂肪性肝炎的人类和实验模型中观察到由于活性氧生成增加和抗氧化防御能力降低而导致的氧化应激。^10,74,75线粒体和微粒体脂肪酸β氧化增强、细胞色素P450（CYP）2E1（CYP2E1）诱导和白细胞浸润都会导致氧化应激。一些研究小组研究了NAFLD和NASH患者肝脏样本以及血浆样本中的氧化应激标记物。脂肪肝和脂肪性肝炎患者的氧化细胞成分（如3-硝基酪氨酸）显著增加氧化应激；尽管脂肪性肝炎患者比单纯脂肪变性患者有更高的水平。¹⁰同样，从单纯性脂肪变性到脂肪性肝炎的受试者中，HNE（4-羟基-2-壬醛，脂质过氧化的标志物）和8-羟基脱氧鸟苷（氧化DNA损伤的标记物）均逐渐增加。⁷⁵NAFLD患者的肝脏样本中硫代巴比妥酸反应底物（TBARS）或丙二醛水平升高，这也是脂质过氧化的标志。^76-78NAFLD患者肝脏CYP2E1水平升高，⁷⁹在一项评估肝脏表达和血浆CYP2E1活性的研究中，脂肪变性和脂肪性肝炎之间没有发现差异。^80,81在对167名患者（79名单纯性脂肪变性患者和24名脂肪性肝炎患者）进行的大型回顾性研究中，与对照组相比，抗脂质过氧化衍生抗原的抗体水平显著升高。⁸²然而，在NAFLD队列中，抗体水平与脂肪变性程度或炎症活动的存在和分级均无关。因此，氧化应激可能有助于脂肪变性和脂肪性肝炎的发展，尽管在一些研究的后期情况下，氧化应激标记物的水平高于单纯的脂肪变性。

收费接收器

类Toll受体（TLR）是一类模式识别受体，可识别微生物病原体并通过激活先天免疫系统作出反应。在巨噬细胞培养系统中，中链脂肪酸月桂酸（C12:0）可以激活TLR4和二聚体TLR2，而多不饱和脂肪酸二十二碳六烯酸则抑制所有测试TLR的激活。⁸³TLR4也可以被棕榈酸激活，导致巨噬细胞和脂肪细胞中NF-κB的激活及其靶基因TNF-α和白细胞介素（IL-）6的上调。⁸⁴与野生型对照组相比，缺乏TLR4的小鼠在喂食高脂肪食物时表现出更大的肥胖，但仍能部分防止胰岛素抵抗的发生。⁸⁵这些小鼠的肝组织显示，高脂饮食没有诱导炎症基因表达，这表明TLR4在肥胖相关肝炎症发病机制中的作用。在小鼠脂肪性肝炎蛋氨酸和胆碱缺乏饮食模型中，TLR4激活导致TNF-α、IL-6和IL-12的系统水平升高。⁸⁶缺乏TLR4的小鼠表现出肝损伤、三酰甘油积累和炎症基因表达减少。这些研究中未测定肝细胞凋亡和FFA水平。

结论

NAFLD的特征是胰岛素抵抗，导致脂肪沉积，主要是三酰甘油沉积在肝脏中。脂肪肝表现为轻度肝损伤、肝细胞凋亡和氧化应激。然而，一部分患者出现了进行性肝损伤、肝细胞凋亡、氧化应激加剧以及肝脏炎症。与其他环境疾病类似，如吸烟者的肺癌或酒精性脂肪性肝炎，导致脂肪变性发展为脂肪性肝炎的因素可能是多方面的，而且是复杂的。我们提出了脂肪肝肝细胞损伤的模型：在易感脂肪变性肝细胞中，循环FFA可以激活无数的细胞内反应(图2). 这些包括JNK激活、TLR4激活、Bax激活、溶酶体通透性和内质网应激。如果这些变化足够大，就会发生线粒体通透性和肝细胞凋亡。在其他肝细胞中，循环摄取FFA可以调节基因表达，增强对Fas和TRAIL诱导的凋亡的敏感性。在NAFLD患者中，脂肪性肝炎患者的肝细胞凋亡明显高于单纯脂肪变性患者。脂肪肝细胞对凋亡的敏感性增强，例如Bcl-2家族蛋白的调节或JNK活化的改变，可能是进展性脂肪性肝炎发展的一种解释。或者，ER应激途径可能在发展为进行性脂肪性肝炎的患者中优先被激活。更好地了解肝损伤的分子途径应促进旨在降低NAFLD相关发病率和死亡率的诊断和治疗干预措施的发展。

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图2

游离脂肪酸（FFA）及其分子靶点。FFA毒性发生在多个分子水平。棕榈酸和硬脂酸在FoxO3a的转录控制下诱导Bim表达。游离脂肪酸可以激活c-jun N末端激酶（JNK），诱导程度与它们的毒性有关。JNK激活导致Bax诱导的线粒体通透性。Bax还可导致溶酶体通透性和凋亡。脂肪酸氧化增加会促进活性氧物种的形成，导致抗氧化剂消耗和氧化应激。棕榈酸和油酸激活Toll样受体4，从而调节炎症基因表达。内质网应激也是人类非酒精性脂肪肝的一个特征，可由饱和脂肪酸、棕榈酸和硬脂酸诱导；然而，其机制尚不清楚。

致谢

缩写

脚注

参考文献