血管生成素样蛋白在非酒精性脂肪性肝病发展中的作用

郑培玉，安秀琴，刘近春

1 山西医科大学 研究生院，太原 030001；2 山西医科大学第一医院 消化内科，太原 030001

非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)是以肝实质细胞脂肪变性和脂肪贮积为特征的遗传-环境-代谢应激相关性临床病理综合征，与代谢综合征密切相关，也是代谢综合征在肝脏的表现，其疾病谱包括非酒精性单纯性脂肪肝、非酒精性脂肪性肝炎(NASH)、肝硬化和肝细胞癌(HCC)，其与代谢、炎症、肿瘤的关系不言而喻。目前，NAFLD主要干预方式为生活方式干预，如饮食、运动等[1]，但仅适用于部分人群。血管生成素样因子(angiopoietin-like protein，ANGPTL)是一类结构上与血管生成素相似的分泌性糖蛋白家族。迄今为止，已发现ANGPTL家族共有8个成员(ANGPTL1～8)，除了ANGPTL8无羧基端结构域，其他均包含一个氨基端卷曲螺旋结构域(N端)和一个羧基端纤维蛋白原样结构域(C端)。越来越多的研究表明，ANGPTL在糖脂代谢、炎症和肿瘤以及代谢相关疾病中发挥重要作用。本文就 ANGPTL在各类NAFLD发展的作用作一综述，以期为临床防治NAFLD提供新的思路。

1 ANGPTL在NAFLD及脂代谢中的作用

肝脂肪变性系肝脂质(特别是甘油三脂)沉积超过肝质量的5%。脂质(特别是甘油三酯)代谢与NAFLD发病密切相关，脂蛋白脂肪酶(lipoprteinlipase，LPL)作为甘油三酯代谢的关键酶，可催化内源性极低密度脂蛋白-甘油三酯和外源性乳糜微粒甘油三酯水解成甘油和游离脂肪酸，从而被组织吸收、利用和储存，甘油三脂代谢过程异常可导致脂肪肝的发生。

ANGPTL2可诱导肝脂质堆积，增加脂肪酸合成和脂代谢相关基因的表达，增加脂肪肝发生风险[2]，其缺失则可导致小鼠肝脏中脂肪积累减少[3]。ANGPTL3主要由肝细胞产生，因此被认为是一种肝因子，具有调节循环胆固醇和甘油三酯水平的作用，可能参与肝内脂肪的积累[4-5]。2012年，Barchetta等[6]首次报道了肝脏和全身ANGPTL3水平与活检证实的NAFLD和NASH之间的关系，研究表明，循环中ANGPTL3水平升高与肝细胞内脂肪含量、炎症分期的进行性升高有关；在较严重的NAFLD和NASH中，ANGPTL3参与程度更高。动物实验研究[7]显示，腺病毒介导的ANGPTL4 过表达可诱发小鼠高脂血症、肝肿大和脂肪肝，与非NAFLD者相比，NAFLD患者血清中ANGPTL4水平明显升高，并随肝病严重程度而升高。ANGPTL5主要在脂肪组织中表达，其与肥胖密切相关，在脂质和甘油三酯代谢中发挥作用[8]。ANGPTL6主要由肝细胞分泌，在小鼠模型及原代肝细胞体外模型实验[9]中，瘦素均可诱导其表达，表明ANGPTL6的表达由瘦素调控，而瘦素为脂肪组织分泌的脂肪因子，可抑制葡萄糖及脂肪生成。2016年，Lee等[10]首次证实NAFLD患者相较于非NAFLD者，无论糖尿病和肥胖状况如何，血清ANGPTL8水平均显著升高。Hong等[11]研究证实，中重度NAFLD患者较非NAFLD者血清ANGPTL8水平显著升高，且肝细胞脂质含量与肥胖、胰岛素抵抗(IR)无关，提示ANGPTL8可能是NAFLD严重程度的预测因子。

ANGPTL在NAFLD中作用的可能机制：一方面，ANGPTL基因是维生素D受体(vitamin D receptor，VDR)的靶基因，NAFLD患者可通过上调肝脏VDR增加ANGPTL3、8的表达，参与脂质合成和肝纤维化[12-13]；通过调控VDR转录影响肠道ANGPTL4的表达，进而介导肠道脂肪吸收和肝内脂肪积累[14]。另一方面，ANGPTL可通过影响脂代谢过程或其关键酶参与NAFLD的发生。例如，ANGPTL3的N端结构域能够有效抑制LPL[15]，还可通过影响蛋白脂酶和内皮介导的磷脂和甘油三酯的水解调节血脂水平。ANGPTL3功能缺失人群的高密度脂蛋白胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇和甘油三酯水平均低于正常人群[16]。因此，降低血浆中ANGPTL3水平有利于降低血浆中致动脉粥样硬化载脂蛋白B的水平，从而改善与血脂异常相关的代谢疾病[17]。与ANGPTL3作用相似，ANGPTL4的N端结构域也可以通过抑制LPL活性调节脂质代谢[18]。ANGPTL4也被称为过氧化物酶体增殖物激活受体(PPAR)γ血管生成素相关蛋白，在肝脏和脂肪中表达水平较高[18]。PPAR在脂肪生成、脂肪储存和葡萄糖代谢的调节中发挥重要作用，而ANGPTL4是脂肪组织中PPAR的靶点，其表达依赖于PPAR的刺激[19]。研究[20]显示，ANGPTL3、8可形成复合物，其抑制LPL的能力增强，可协同调节血浆甘油三酯水平。

2 ANGPTL在IR中的作用

NAFLD 的发病机制目前尚无定论，被广泛认可的“二次打击”学说提出，首次打击以IR为中心，二次打击是在首次打击IR基础上发生的氧化应激和脂质过氧化，而ANGPTL在IR中的作用也被广泛研究。

ANGPTL2 在IR中的作用目前尚存争议，有学者[21]认为其可增强胰岛素敏感性，促进糖代谢，降低脂质含量；也有学者[2]认为其是IR中重要的介质，抑制胰岛素信号传导。ANGPTL3可诱导脂肪组织脂解，导致脂肪细胞释放游离脂肪酸和甘油，可能导致外周和肝脏IR[22]，增加肝内脂肪堆积。ANGPTL3缺失则可增强胰岛素敏感性，增加葡萄糖的摄取[22]，采用ANGPTL3反义核苷酸治疗可以提高胰岛素敏感性[4]，证实了ANGPTL3在IR中的重要性。ANGPTL4可使胰岛素信号通路相关基因下调，从而改善糖耐量和IR，但同时会导致高甘油三酯血症和肝脂肪变性[18]。血清中ANGPTL5水平与糖化血红蛋白及IR呈正相关[8]。ANGPTL6通过肝细胞内蛋白激酶B(Akt)-FoxO1信号通路降低血糖水平[23]，但其也会通过增加能量消耗而导致IR。研究[23]发现，在2型糖尿病患者中出现类似IR现象的ANGPTL6抵抗，从而导致肝脏代偿性分泌ANGPTL6增多。人肝细胞系中ANGPTL8在葡萄糖存在的情况下表达明显增加[24]，ANGPTL8直接调控胰岛素介导的PI3K/Akt信号通路中Akt蛋白的磷酸化，从而提高胰岛素敏感性[25]；在胰岛素缺乏的小鼠中，ANGPTL8可能诱导胰腺β细胞增殖和胰岛素释放[26]，其过表达可以提高小鼠肝糖耐量。

3 ANGPTL在炎症中的作用

NAFLD，特别是NASH，与炎症反应密切相关，表现为肝细胞内脂肪蓄积致使肝细胞气球样变，发生肝细胞凋亡及炎性因子浸润，最终导致肝细胞点状及灶状死亡，而ANGPTL在炎症过程中发挥着重要的作用。

ANGPTL1在多种炎症相关疾病中具有抗炎活性，是一种激动性内皮细胞TEK酪氨酸激酶配体，具有稳定和抗炎作用[27]。ANGPTL1可以阻断通过白细胞转归，减少凋亡和炎症因子，提高细胞活力[28]。据报道[29]，在高胰岛素血症患者体内，胰岛素通过p38-丝裂原活化蛋白激酶-cFOS途径诱导内皮细胞ANGPTL2的表达和释放，引起内皮炎症，其可能的机制是ANGPTL2通过巨噬细胞和T淋巴细胞的聚集和激活，促进脂肪组织或血管炎症，同时导致全身IR[2]。整合素作为ANGPTL2的功能受体，在巨噬细胞、内皮细胞和脂肪细胞大量表达。活化的巨噬细胞通过合成和释放一组促纤维化和促炎症介质在慢性肝病中发挥主要作用。正常的ANGPTL2信号在组织修复中发挥作用，而过量的ANGPTL2信号可导致慢性炎症发生[30]。Lu等[31]发现ANGPTL2可激活核因子κB信号，导致TNFα、趋化因子CCL2等炎症因子的释放，以及炎症细胞的聚集，促进肝脏慢性炎症的发展。因此，肝脏中ANGPTL2水平可能是一种新的NAFLD严重程度预测指标。循环中的细胞角蛋白18与肝细胞的凋亡、细胞死亡有关，可在NASH和肝脏炎症的背景下升高，已有研究[32]证实ANGPTL3与细胞角蛋白18之间呈显著正相关，并与NASH独立相关。在慢性丙型肝炎和HCC患者中，循环ANGPTL3水平升高，这可能是因为肝脏ANGPTL3的表达是由慢性肝脏炎症引起的，导致ANGPTL3释放到血流中增加。因此，高ANGPTL3水平可能是慢性肝病肝损伤的一个标志[33]。ANGPTL4为一种阳性的急性时相蛋白，急性炎症发生时其在肝脏、脂肪组织中表达升高[33-34]。ANGPTL6是促血管生成因子，由肝脏分泌，其表达受瘦素调控[35]。在NAFLD患者中，可促进疾病向NASH及肝纤维化转化[36]，并与疾病严重程度有关[37]。TNFα是损伤后炎症过程中的重要因子，Ren等[38]研究表明ANGPTL8的表达受TNFα调控。NAFLD、NASH患者肝脂肪变性、纤维化程度较重时血清ANGPTL8降低，可能是因为在这种环境下，大量的炎性细胞因子被释放，进而导致ANGPTL8的低表达[10]。

4 ANGPTL在肿瘤中的作用

NASH是肝硬化、HCC发生的重要因素之一。NASH可发展至肝纤维化，进而发展至HCC。HCC是一种富血管性肿瘤，血管生成在其发生过程中发挥关键作用[32]。ANGPTL作为一种血管生成因子在HCC的生长和发展中发挥作用，可作为HCC治疗的潜在靶点。

ANGPTL1在人体组织中广泛表达，可能抑制癌细胞的活性、血管生成和转移。在HCC中，ANGPTL1可抑制索拉非尼的抗药性[39]，因此，ANGPTL1可能是晚期HCC治疗的一个希望靶点。研究[39]显示，ANGPTL1可以通过抑制血管生成改善肝癌患者的临床预后。ANGPTL2是一种促进肿瘤生长的脂肪因子，在HCC患者肝癌组织中的表达升高，且其水平与肝内转移呈正相关，ANGPTL2过表达促进了肝内和远端肺转移[40]。ANGPTL3水平在HCC组织中明显升高[33]，可促进HCC细胞的增殖和侵袭[41]，其可能的机制是通过激活细胞外调节激酶信号通路和周期性蛋白依赖性激酶的下调促进癌细胞的增殖[42]。ANGPTL4已经被发现存在于各种肿瘤中，其C端结构域可能是肿瘤发生过程的调节因子。肿瘤生长速度过快导致其微环境缺氧，诱导环氧合酶-2的过表达，导致前列腺素E2合成，从而刺激细胞内信号，促使ANGPTL4的表达和C端结构域的分泌[43]；研究[33]发现，ANGPTL4的表达水平与肿瘤远处转移和淋巴结转移显著相关，被认为可以作为HCC的预后标志物。ANGPTL7可以通过刺激内皮细胞的增殖、活性和侵袭性，促进血管生成，增加肿瘤侵袭性，促进其远处转移[44]。

综上所述，ANGPTL在NAFLD各疾病谱中作用见图1。

图1 ANGPTL在NAFLD中的作用机制示意图

5 结语和展望

目前，NAFLD诊断金标准仍是肝活组织检查，但因其有创性无法广泛应用，临床主要利用B超、MRI、FibroScan等诊断NAFLD，但在发现早期脂肪肝方面仍存在较大的挑战，因此无创诊断方法仍是日后研究重点。综上所述，ANGPTL的表达水平可受NAFLD疾病谱的影响，通过联合检测NAFLD中不同ANGPTL亚型的水平，或可为临床早期诊断NAFLD提供新的检测手段，进而实施早期防治。此外，ANGPTL在NAFLD发病的关键过程和/或重要机制(脂质代谢、IR、炎症和肿瘤)中扮演重要的角色，开发以ANGPTL及其作用靶点的新药物将具有广阔的临床应用价值和研究前景。然而，ANGPTL家族亚型众多，哪种类型的ANGPTL在NAFLD疾病进展和具体阶段发挥主要作用，以及其作用的关键靶点，上述问题仍有待基础和临床研究进一步探索。

利益冲突声明：所有作者均声明不存在利益冲突。

作者贡献声明：郑培玉负责收集文献，撰写论文；安秀琴负责修改论文；刘近春负责拟定写作思路，指导撰写文章及最后定稿。