非酒精性脂肪性肝病與PI3K/AKT/mTOR表達的研究進展[基金项目： 浙江省中医药管理局资助课题（NO：2015ZB039）
浙江中医药大学基础医学院“中医证的本质研究”创新团队（JCIT2016-3）]
劉媛 周岳君[周岳君，浙江中医药大学教授，主任中医师，研究生导师，浙江省首批名中医学术继承人，浙江省中青年学科带头人，E-mail:zhouyj6666@126.com]
（浙江中醫藥大學   杭州310053）
摘要：非酒精性脂肪肝性肝病包括單純性脂肪肝及其進一步發展而來的脂肪性肝炎和肝硬化等，近年來發病率逐漸上升。研究指出磷脂醯肌醇3-激酶/蛋白激酶B/哺乳類動物雷帕黴素靶蛋白(PI3K/Akt/mTOR)信號通路不僅與細胞的增殖、存活及遷移密切相關，也是非酒精性脂肪性肝病發生及發展密切相關。本文就PI3K/Akt/mTOR 信號通路在非酒精性脂肪性肝病作用的研究進展作一綜述。
關鍵字:非酒精性脂肪性肝病；PI3K-AKT-mTOR；胰島素抵抗
Research progress of nonalcoholic fatty liver disease and PI3K-AKT-mTOR expression
Liu Yuan,ZHOU Yue-jun*
(Zhejiang Chinese Medical University, Hangzhou 310053, China)
Abstract: Non-alcoholic fatty liver disease, including simple fatty liver and its further development from steatohepatitis and cirrhosis, the incidence in recent years gradually increased. It is pointed out that phosphatidylinositol 3-kinase / protein kinase B / mammalian target of rapamycin (PI3K / Akt / mTOR) signaling pathway is not only closely related to cell proliferation, survival and migration, but also non-alcoholic fatty Liver disease is closely related to the occurrence and development. This article reviews the research progress of the PI3K / Akt / mTOR signaling pathway in the pathogenesis of non-alcoholic fatty liver disease.
Key words: Non-alcoholic fatty liver disease; PI3K-AKT-mTOR; Insulin resistance
非酒精性脂肪肝(nonalcoholic fatty liver disease，NAFLD)包括單純性脂肪及其進一步發展而來的脂肪性肝炎和肝硬化等。流行性病學研究表明，近年來NAFLD患病率增加，且發病低齡化趨勢顯著[1]。近年來，由於人們生活水準的改善，日常膳食中以脂肪為代表的高熱量食物攝取明顯增加，因此NAFLD的發病率逐年上升，在我國NAFLD已經成為僅次於病毒性肝炎的常見肝臟疾病[2]。PI3K/Akt/mTOR是蛋白質合成的主要信號調節途徑，參與多種細胞增殖、遷移和侵襲等能力的調節[3-5]。目前許多研究顯示，PI3K/Akt/mTOR 信號傳導通路在非酒精性脂肪性肝病的發生、發展、治療及轉歸中發揮著極其重要的作用，並且已經成為治療非酒精性脂肪性肝病新的靶點，本文就信號通路中PI3K/Akt/mTOR與非酒精性脂肪性肝病相關研究作一綜述。
1 非酒精性脂肪性肝病
非酒精性脂肪肝病(NAFLD)的特點是影像學和(或)組織學上存在肝臟脂肪變的證據並且排除其他肝臟疾病，如酒精性肝病在內的其他慢性肝病。NAFLD作為一種嚴重威脅健康的疾病，不僅影響肝膽系統正常功能，還與血液系統疾病、動脈粥樣硬化、高血脂症、肥胖密切相關[6]。在高危人群中NAFLD的發病率隨著危險因素的嚴重程度增加而增加。根據流行病學統計全球NAFLD的發病率為25%～45%[7]。NAFLD的早期發現可治癒，目前常用的診斷方法有肝活檢、B超、CT和質子磁共振波譜分析法等。肝活檢仍然是NAFLD確診的金標準，典型病理改變為大泡性或以大泡為主並伴有小泡[8-11]。根據病理變化可將NAFLD 分為４期：肝脂肪變、脂肪性肝炎、脂肪性肝炎伴纖維化和肝硬化。NAFLD公認的危險因素包括肥胖、脂代謝異常、2型糖尿病（T2DM）和MS，同時也可能包括甲狀腺功能減退症、多囊卵巢綜合征、阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征、垂體功能減退症、性腺功能減退症等[12-13]。營養過剩和胰島素抵抗（IR）是NAFLD發生、發展的主要風險因素，腸道菌群狀態、遺傳和表觀遺傳調控（包括DNA甲基化、組蛋白修飾、microRNA的功能）都可能影響宿主對NAFLD的易感性[14]。
2 PI3K-AKT-mTOR的結構與表達調控
2.1磷脂醯肌醇-3激酶（PI3K）
PI3K包括I、II、III 3個亞型，目前研究最廣泛的是能被細胞表面受體活化的I型PI3K。I型PI3K又分為IA型和IB型，其中IA型中最重要的是催化亞基p110α和相關的調節亞基p85[15]。當機體細胞內PI3K受到生長因數等刺激後，PI3K活化後並聚集到細胞膜，將其底物3,4-二磷酸磷脂醯肌醇(PIP2)轉化為3,4,5-三磷酸磷脂醯肌醇(PIP3)[16]。在生長因數的作用下，p85與酪氨酸激酶受體結合後對p110α的抑制作用減弱，從而使磷脂醯肌醇4,5-二磷酸（phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate，PIP2）磷酸化生成3,4,5-三磷酸磷脂醯肌醇（phosphatidylinositol 3,4,5-triphosphate，PIP3），這一過程受酪氨酸磷酸酶（ptotein tyrosine phosphatase，PTEN）的負向調控。PTEN可引起PI3K的D３位去磷酸化生成PIP2，介導PI3K-AKT信號通路的負向調節作用［17］。
2.2 蛋白激酶B（AKT/PKB）
AKT/PKB是一種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，AKT家族包括三個亞型AKT1（PKBα）、AKT2（PKBß）及AKT3（PKBγ），AKT1可以促進細胞的增殖和存活；AKT2主要參與胰島素對糖類物質代謝的調節；AKT3對細胞大小及數目起著重要調節作用[18]。AKT是PI3K下游的關鍵蛋白，存在於胞漿中，AKT包括PH結構域、催化結構域及調節結構域，PH結構域缺失或者突變會引起AKT的活性降低、失活。PIP3作為第二信使可啟動AKT，當AKT的T308和S473位點被3-磷酸肌醇依賴性蛋白激酶1（3-phosphoinosiide-dependent protein kinase-1，PDK1）和雷帕黴素靶蛋白複合物（mTORcomplex，mTORCm）2磷酸化後，AKT 即被完全啟動，之後從質膜中分離出來，磷酸化下游的信號分子，最終促進細胞存活、增殖、遷移和代謝 [15]。
2.3 哺乳動物雷帕黴素靶蛋白（mTOR）
mTOR ( mammalian target of rapamycin) 是Akt信號分子下游雷帕黴素作用的靶點。mTOR以mTORC1、mTORC2複合物的形式存在：哺乳動物雷帕黴素靶蛋白複合物１（mTORC1）由mTOR和raptor蛋白相互結合形成，主要促進合成代謝、限制分解代謝，調控細胞生長、增殖和存活[19]；哺乳動物雷帕黴素靶蛋白複合物2（mTORC2）由mTOR和rictor蛋白相互結合形成，通過對小GTP酶Rho、Rac的作用，提高蛋白激酶C（PKC）磷酸化水準，進而調控肌動蛋白細胞骨架[20]。研究表明兩種複合物的活性受不同信號傳導通路調節，尚未發現mTORC2具有雷帕黴素敏感性[21]。AKT可以啟動mTORC1，同時下游產物S6K1對AKT進行負反饋調節，但是啟動的mTORC2對AKT發揮正回饋調節作用，因此AKT可以啟動下游mTOR通路，同時被下游的mTOR進行回饋調節[22]。
3 PI3K-AKT-mTOR與NAFLD
3.1 PI3K-AKT-mTOR與胰島素抵抗
非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)是一種和遺傳-環境-代謝有關的疾病,胰島素抵抗是其發病的關鍵環節, 可以認為是代謝綜合征在肝臟組織的病理表現[23,24]。胰島素抵抗(Insulin resistance, IR)作為NAFLD發病的關鍵致病因素，研究指出磷脂醯肌3-激酶(Phos．phatidylinositol 3-kinasee，P13-K)信號途徑是胰島素作用的主要信號傳導途徑之一[25]，與IR的發生機制密切相關。Garofalo［26］等人研究發現，Akt2／PKBß基因缺失的小鼠出現顯著lR(胰島素抵抗)。體內外實驗研究顯示［27-28］，IR時PKB蛋白水準明顯受損。生理情況下，胰島素誘導該途徑中的上游信號逐級活化，磷酸化PKB的Th308和Ser473位點使之活化，轉膜脫落至細胞質，活化或抑制下游的信號蛋白，介導糖原合成、糖酵解、葡萄糖轉運、蛋白質合成、脂質合成等代謝效應。Yuan J [29]等研究結果發現長期的胰島素刺激HepG2 細胞 (人肝癌細胞 )可以通過P13K信號通路下調胰島素信號轉導，使胰島素信號傳導受到抑制，導致胰島素抵抗。
3.2 PI3K-AKT-mTOR與肝纖維化
PI3K和Akt可以通過調節關鍵的炎症細胞因數活化免疫細胞，PI3K和mTOＲ通過上調關鍵抗炎細胞因數白細胞介素(IL)10和抑制促炎細胞因數限制免疫細胞活化［30］，調節肝臟內炎症反應及纖維化形成，調節肝纖維化過程中肝星狀細胞（HSC）的增殖、遷移，細胞外基質（ECM）的合成和降解。mTOR/p70S6K信號通路在HSC活化過程中具有核心作用［31］，研究表明血小板衍生生長因數( platelet derived growth factor， PDGF) 刺激 HSC 後 Akt 絲氨酸 473 位點磷酸化，證實p70S6K是Akt下游的一個靶點，p70S6K是一個調節mＲ-NA翻譯和蛋白質合成的關鍵位點，其活化依賴PI3K［32］。作為PI3K/Akt/mTOＲ下游靶點，降低p70S6K活性可以顯著抑制HSC增殖活化，抑制膠原分泌［33］，中藥肝複康發揮抗纖維化的作用機制與阻斷mTOR/p70S6K信號通路有關［34］。Wang等［35］發現人和動物纖維化肝臟miR-29b表達水準高於正常肝組織，在體內和體外試驗研究發現 PI3K 調節亞基( PI3K regulatory subunit1，PIK3Ｒ1) 和 Akt3 是 miR-29b 調節 HSC 活化和肝纖維化的直接靶點，miR-29b能顯著降低HSC和纖維化動物模型的PIK3Ｒ1、Akt3和p-Akt3，基因敲除HSC PIK3R1或Akt3能抑制α平滑肌肌動蛋白和Ⅰ型膠原表達並誘導HSC凋亡，認為miR-29b發揮其抗纖維化作用是通過直接抑制PIK3R1和Akt3，導致PI3K/Akt信號通路失活，最終導致活化的HSC凋亡，提示miR-29b抑制PI3K/Akt信號通路可能成為阻止和治療肝纖維化的策略［36］。
4 展望
PI3K／Akt／mTOR 信號傳導通路參與多種細胞增殖、遷移和侵襲等能力的調節的功能，在非酒精性脂肪性肝病發生和發展中發揮著重要的作用。隨著對 PI3K／Akt／mTOR 信號傳導通路及其在非酒精性脂肪性肝病中的逐漸深入和抑制劑的發現和發明，針對該信號傳導通路開發新的治療非酒精性脂肪性肝病，對臨床的治療具有重要作用！
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