法尼醇X受体、胆汁酸盐输出泵与胆汁淤积性疾病发病研究进展*

尚振中赵 雷张 煜（广西中医药大学20硕士研究生南宁50022；2华中科技大学同济医学院附属协和医院湖北武汉40022；广西中医药大学南宁50022）

●综述与进展●

法尼醇X受体、胆汁酸盐输出泵与胆汁淤积性疾病发病研究进展*

尚振中1赵 雷2#张 煜3
（1广西中医药大学2013硕士研究生南宁530022；2华中科技大学同济医学院附属协和医院湖北武汉430022；3广西中医药大学南宁530022）

胆汁淤积性疾病；法尼醇X受体；胆汁酸盐输出泵；研究进展

胆汁淤积（Cholestasis）是指多种原因引起胆汁分泌不畅或排泄障碍，不能正常流入十二指肠所导致的一系列继发病变。由于致病因素多样且内外因素交互影响，胆汁淤积的具体发病机制尚未完全清楚，但主要与胆汁分泌调节异常、胆汁酸转运蛋白表达量减少或活性下降，胆汁酸转运量降低、肝细胞膜脂质成分改变影响膜的流动性；Na+/K+-ATP酶活性降低抑制对胆汁酸摄取等因素密切相关。胆汁正常代谢需要肝脏及胆囊的所有结构和功能具有完整性，其中任何一个环节的缺失都有可能引起胆汁循环障碍，进而形成胆汁淤积，导致胆汁中胆汁酸盐等毒性物质潴留，引起不同程度的细胞损伤，释放细胞因子和炎症介质，诱发胆道系统的炎症反应和肝纤维化，最终可能导致肝硬化［1～2］。因此，维持胆汁的正常生成与转运是极为重要的。近年来研究发现，法尼醇X受体（Farnesoid X Receptor，FXR）及下游胆汁酸盐输出泵（Bile Salt Export Pump，BSEP）在胆汁代谢、转运过程中发挥着关键的作用，其功能的正常发挥与胆汁淤积的发生紧密相关。

1FXR的生物学特性

FXR是一种胆汁酸受体，主要表达于肝脏、肾脏和小肠等组织，因其可以被生理水平的法尼醇激活而得名。FXR最初是通过核受体DNA引物对大鼠肝脏cDNA文库进行筛选而发现的。FXR为配体依赖的转录调节因子，属于核受体超家族，具有典型的核受体结构：包括氨基末端高度保守的DNA结合区（DBD）、配体非依赖性转录激活功能区（AF-1）、羧基末端配体结合区（LBD）及配体依赖性功能区（AF-2）［3］。目前研究证实，FXR在胆汁酸代谢中处于关键地位。在被胆汁酸激活后，FXR介导多种抑制通路，呈网络状调节胆汁代谢，表现为通过调控下游靶基因及相关信号分子对胆汁酸的合成、分泌、解毒和转运等方面产生影响［4］：（1）胆汁酸合成方面，胆固醇7α-羟化酶（Cholesterol 7alpha-hydroxylase，CYP7A1）是合成胆汁酸的限速酶，FXR并不能直接抑制CYP7A1的转录，而是通过小异源二聚体伴侣（Small Heterodimer Partner，SHP）来实现。FXR被激活后刺激SHP表达，SHP与肝受体同源物-1（Liver Receptor Homologue-1，LRH-1）形成抑制性复合物，LRH-1是CYP7A1的启动子结合因子，SHP与LRH-1形成无活性异二聚体复合物，从而阻断CYP7A1转录，抑制胆汁酸合成［5～6］；（2）降低胆汁酸毒性方面，尿苷二磷酸葡萄糖醛酸基转移酶（UDP-glucuronosyltransferase，UGT）受到FXR活化的影响，参与胆汁酸解毒并将信号进一步下传，较少受到其他信号的干扰［7］；（3）胆汁酸转运方面：BSEP主要受到FXR调控，激动后可将胆汁成分转运进入毛细胆管。

2 BSEP的生物学特性

早在20世纪九十年代，Chids等［8］通过多耐药基因的探针序列从猪肝中克隆出部分BSEP基因，最初认为是P-糖蛋白的类似物而被命名为P-糖蛋白姐妹体（Sister P-glvcoprotein，SPGP），随后从大鼠肝脏中克隆出全长cDNA。BSEP基因位于人类第2条染色体长臂上2q24～31，根据目前的ABC转运蛋白基因命名法则，将人类该种基因命名为ABCB11，鼠类则命名为Abcb11［9～10］。ABCB11编码产生的蛋白即为BSEP，相对分子量为160 kDa，属于ATP结合盒超家族β亚族。典型的ABC转运蛋白由2个跨膜结构域（TMD）和2个核苷结合结构域（NBD）组成，不同的ABC转运蛋白编码结构域的基因有不同变化。BSEP定位于肝细胞胆小管侧膜，起始端在胞浆区，2个NBD负责ATP的结合与水解，提供转运能量。由于BSEP具有底物特异性及和胆汁酸盐的高亲和性，在与胆汁酸结合后，借助水解ATP的能量，将胆汁酸盐逆浓度梯度转运至胆小管中。形成的胆汁酸盐流成为胆汁酸排泄的主要驱动力。BSEP也因此被认为是肝脏中最主要的ATP依赖型胆汁酸转运载体。

BSEP蛋白表达异常首先发现于进行性家族性肝内胆汁淤积2型（Progressive Familial Intrahepatic CholestasisⅡ，PFIC-2），采集标本检测后发现该类患者均表现出BSEP转运胆汁酸功能的缺失以及胆汁酸浓度下降，甚至低于正常水平的1％［11］。亦早有研究表明在内毒素诱导肝内胆汁淤积的大鼠模型中，BSEP基因的转录和表达水平明显下降，低于正常对照组［12］。Hagenbuch等［13］通过体外转染证实，将BSEP基因转染至Sf-9昆虫细胞后，Sf-9转运牛磺酸组高于未转染细胞组。由此可见，BSEP的表达和功能变化可直接引起胆汁酸盐的分泌排泄发生变化，其功能的发挥对维持胆汁酸盐转运及肠肝循环等生理功能具有重要作用。因此，BSEP蛋白表达和功能异常被认为是临床上多种胆汁淤积性疾病发病的根本原因［14］。但BSEP转运的具体机制，究竟是直接从高尔基体到胆小管基底膜，还是间接地通过基底侧膜再到基底膜，尚未完全清楚［15］。

3 FXR对于BSEP的转录调节

FXR对于BSEP的激活转录有着重要影响。研究显示，在BSEP基因启动子-63/-50结合区具有倒置重复（In-verted Repeat，IR）-1元件，该元件具有FXR结合位点，可直接与FXR结合［16］。FXR活化后，与视黄醇类X受体（Retinoid X Receptor，RXR）形成FXR/RXR异二聚体，直接结合并激活BSEP基因的启动子，促进BSEP的转录合成，进而转运胆汁酸盐［17］。使用FXR激动剂GW4064，可以诱导BSEP的mRNA及蛋白表达，降低胆汁淤积中肝细胞摄取胆盐，促进胆汁恢复流动［18～19］。而使用FXR抑制剂，BSEP的表达水平则显著下降。Deng等［20］通过研究发现，人正常原代肝细胞在给予Guggulsterone抑制FXR造模后，单纯造模组BSEP 的mRNA表达量要低于用鹅去氧胆酸（Chenodeoxycholic Acid，CDCA）刺激空白细胞对照组，同时也低于造模组协同给予CDCA治疗组mRNA的表达。Sinal等［21］对基因敲除FXR的大鼠模型研究揭示，BSEP表达水平显著降低，大鼠血液中胆汁酸、甘油三酯等含量上升。Ananthanarayanan等［22］发现，通过对基因敲除FXR的大鼠给予高胆固醇饮食后，其患胆结石的发病率要高于正常对照组，并推测可能是由于大鼠体内FXR沉默，BSEP和MDR3蛋白表达量降低，胆汁酸盐转运减少而引起。这些研究表明FXR对BSEP的转录和调节有直接的影响并成正相关。然而也有报道显示，在通过手术方法造成大鼠梗阻性黄疸的研究中，FXR与 BSEP蛋白表达呈负相关关系，FXR并没有因总胆汁酸水平的升高和胆盐超载而上调BSEP表达，反而呈负相关，下调表达量。据推测原因可能是内毒素下调了BSEP的表达［22～23］。

4ABCB11基因变异及BSEP蛋白表达异常与胆汁淤积性疾病

目前研究已表明，ABCB11基因变异及编码的BSEP蛋白表达和功能异常至少与以下几种胆汁淤积性疾病密切相关：进行性家族性肝内胆汁淤积2型（PFIC-2），良性周期性肝内胆汁淤积2型（Benign Recurrent Intrahepatic CholestasisⅡ，BRIC-2），妊娠期肝内胆汁淤积（Intrahepatic Cholestasis of Pregnancy，ICP），药物性肝损伤（Drug-induced Liver Injury，DILI）等［24］。通过对PFIC2、BRIC2、ICP三种疾病比较发现，ABCB11基因突变引起的临床症状严重程度往往与细胞表面上表达的BSEP量呈负相关［25］。

4.1PFIC-2是一种常染色体隐性遗传病多发于新生儿期，表现为皮肤瘙痒、黄疸、进行性肝胆汁分泌障碍等。肝脏病理改变明显，肝小叶正常结构被破坏，肝细胞内胆汁淤积并伴有炎性反应。PFIC-2是进行性家族性肝内胆汁淤积中较为严重的一种分型，病情进展较快，短时间内可引起肝硬化甚至肝衰竭。现已确定其主要机制为ABCB11基因突变（主要为无效突变，其余多为复合错义突变），致使BSEP蛋白表达和功能的缺失［26～27］。有学者发现，引入错义突变的鼠Abcb11基因，可以导致毛细胆管表面功能性蛋白缺失［28］，对MDCK、HEK293、HepG2不同细胞株引入ABCB11变异基因，BSEP很少或不在这些细胞表面表达［24、29］。

4.2BRIC-2与PFIC-2之间有着密切联系BRIC-2也是一种常染色体隐性遗传病，表现也以黄疸和瘙痒反复发作为主。肝脏病理学显示肝细胞内胆汁淤积，但不伴有或有较轻程度的肝细胞结构破坏。BRIC-2以错义突变为主，多发生在含Walker A/B基序和ABC标记的核苷结合折叠（NBFs），其编码的蛋白质仍可行使部分功能［30］。因此BRIC2患者可见到肝功能指标正常，病情较为稳定，区别于PFIC2。

4.3ICP是妊娠中、晚期特有的并发症临床上以皮肤瘙痒和胆汁酸不同程度的升高为特征，主要危害胎儿，使围生儿发病率和死亡率增高。目前其发病的具体机制尚未完全明确。主要认为包括遗传性因素和非遗传性因素两个方面。Ho等［31］通过将ICP患者的ABCB11基因进行分析发现，ABCB11是ICP高度易感基因，并ABCB11基因中V444A多态性在ICP患者中存在较高的出现频率。而非遗传性因素即为由于药物或者疾病等因素引起的对ABCB11基因不同程度的调节作用，如FXR抑制剂Guggulsterones、环孢素A等，但其详细的作用机制还有待进一步研究。

由于基因突变是多种原因相互作用的结果，目前对于上述疾病只了解到其发病的关键在于ABCB11基因发生突变，涉及多个基因位点。至于究竟是何种原因引起，不同胆汁淤积性疾病是否对应特定的基因位点，在治疗及预防方面有哪些确切有效的手段，仍需深入探索和发现。

5讨论

胆汁淤积性疾病是一个涉及胆汁酸合成、解毒以及转运等复杂机制的受损过程，是多种致病因素长期作用的结果。虽然BSEP在胆汁酸转运中发挥着重要作用，是胆汁酸正常代谢中不可缺少的关键环节，但FXR、BSEP缺陷和功能失常只是导致胆汁淤积的部分原因，要想彻底阐明整个发病过程，还需要结合其他致病因子的病理作用并对胆汁酸盐转运功能进行全面、深入的了解。现已初步知晓BSEP在肝细胞内还受到泛素质化、磷酸化等作用进行修饰调节，但相关机制仍有待进一步深入研究。相信在不久的将来，人们将会逐步完善胆汁淤积与FXR、BSEP之间的认识，为临床治疗胆汁淤积性疾病开创新思路。

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R657.43

Adoi：10.13638/j.issn.1671-4040.2016.04.045

国家自然科学基金资助项目（编号：81371840）
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赵雷，E-mail：18971397498@163.com

（2016-01-23）