CD36在非酒精性脂肪性肝病中的作用

Abstract

Nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD) includes nonalcoholic simple fatty liver, nonalcoholic steatohepatitis,liver cirrhosis, and liver cancer and is the most common liver disease in the world. The complex pathogenesis of NAFLD is a major concern among researchers. CD36 is a transmembrane glycoprotein that takes up fatty acid and binds to oxidized low-density lipoprotein in the liver, and therefore, it is involved in the development and progression of NAFLD. With reference to the latest research findings, this article reviews the association between CD36 and NAFLD and the role of CD36.

一、CD36概述

CD36（cluster of differentiation 36）是一种由471个氨基酸组成的大小为53×10³的二次跨膜蛋白，因为大量糖基化的存在，其总分子量达88×10³，隶属于清道夫受体（SR）B族大家庭，也被称作为SR-B2^[1]。

CD36在许多器官组织中均有表达，且能与多种配体结合，因此其在不同器官组织中发挥的作用不尽相同。在微血管内皮细胞中，CD36作为凝血酶原敏感蛋白1的受体，主要发挥着负向调节血管生成的作用；在吞噬细胞中，CD36作为清道夫受体，能与特定的凋亡细胞、病原体及修饰后的脂蛋白结合，从而发挥着促进炎症反应和动脉粥样硬化形成的作用；在心肌、骨骼肌、脂肪组织和肠道组织中，CD36能够与长链脂肪酸结合，并且将其转运至细胞内，从而分别参与了脂质的氧化利用、能量储存和脂肪的吸收等过程；在感觉细胞中，比如味蕾和下丘脑，CD36则发挥着脂质的化学感受器的作用。

正常肝组织CD36基础表达水平很低，然而在非酒精性脂肪性肝病（non-alcoholic fatty liver disease, NAFLD）及高脂饮食等条件下，肝细胞CD36表达水平显著升高^[2,3]。另外，在肝脏枯否细胞、肝星状细胞、血管内皮细胞和胆管细胞中也存在CD36的表达^[4,5,6,7]。近期研究结果显示，CD36在肝脏疾病，尤其是非酒精性脂肪性肝病的发生、发展过程中发挥着重要作用，下面将从非酒精性单纯性脂肪肝（non-alcoholic simple fattyliver，NAFL）、非酒精性脂肪性肝炎（non-alcoholic steatohepatitis, NASH）、肝纤维化、肝癌4个方面进行阐述。

二、CD36与NAFL

1.CD36与NAFL的相关性：肝细胞脂肪变是NAFLD的最早期阶段，其主要病理变化是肝细胞质内以甘油三酯（triglyceride, TG）为主的脂滴堆积，当含有脂肪滴的肝细胞超过5%时，则认为存在肝细胞脂肪变^[8]。在NAFLD疾病状态下，脂肪动员增加，游离脂肪酸（free fatty acid，FFA）从脂肪组织到肝脏的这一过程是肝细胞脂肪堆积的第一步，并且肝脏中堆积的脂肪酸超过60%都是来源于血液循环^[9]，因此，FFA流入肝细胞的速度在NAFL发病环节中至关重要。而CD36作为脂肪酸转位酶，在促进细胞对FFA的摄取中发挥了重要作用，最近的研究结果显示CD36与NAFL的形成密切相关。

两项临床研究结果显示相较于正常人，脂肪肝患者的肝脏CD36显著升高^[2,10]。Greco等^[2]通过基因芯片技术分析脂肪肝患者与正常人肝组织的差异表达基因，发现CD36的表达量在脂肪肝患者中是显著上调的，且与PCR验证结果一致，同时他们还发现CD36的表达量与肝脂肪含量呈正相关。Miquilena-Colina等^[10]则在RNA及蛋白层面比较了NAFLD患者与正常人肝脏CD36水平，其中32例为NAFL组、30例为NASH组、32例为NL组（胆石症患者，但肝组织学正常），研究结果显示：NAFL组及NASH组患者比NL组CD36水平显著升高，且CD36水平与肝脂肪变等级、血清胰岛素水平、胰岛素抵抗程度呈显著相关性，其皮尔森相关系数分别为0.711、0.663、0.735。

动物实验也证实由高脂饮食或肥胖动物模型诱导的脂肪变小鼠，其肝脏CD36明显较正常饮食或野生型小鼠增多^[3,11,12]。Koonen等^[3]发现相比较于低脂饮食小鼠，高脂饮食小鼠的肝脏脂肪含量增加了0.7倍，而肝脏CD36蛋白水平增加了1.6倍。Nassir等^[11]发现相比较于野生型小鼠，ob/ob小鼠肝脏脂肪变显著增加，CD36mRNA水平增加了20倍，蛋白水平增加了5倍。Yao等^[12]通过高蛋氨酸饮食诱导小鼠肝脏脂肪变，相比较于正常饮食小鼠，高蛋氨酸饮食诱导小鼠（喂养8周）肝脏TG含量增加了75%，而CD36 mRNA和蛋白分别增加了约1.8倍及1.5倍。

其次，可溶性CD36（soluble CD36, sCD36）是在血浆中可检测到的非细胞结合形式的CD36，在血液循环中主要以微粒的形式进行运输^[13]。然而，其具体来源尚存争议，最近研究结果显示sCD36与肝脏CD36表达量呈正相关，表明肝脏可能是sCD36的来源之一，且sCD36与脂肪肝以及脂肪肝严重程度密切相关，sCD36有可能成为诊断NAFLD的一个新的标志物^[14,15,16]

上述研究结果显示，无论是在NAFLD患者还是在脂肪肝动物模型中，CD36在肝脏中表达量均是明显增加的，且血浆中的sCD36也与脂肪肝密切相关，表明CD36与脂肪肝的形成或发展密切相关。

2.CD36与脂肪酸摄取：摄取脂肪酸进入细胞是CD36的一个基本功能，在心肌和骨骼肌细胞中，CD36高水平表达以保证细胞中有足够的脂肪酸进行氧化供能。目前，在心肌和骨骼肌中的相关研究部分阐明了CD36摄取脂肪酸的通路：在肌肉收缩或胰岛素作用下，分别通过腺苷酸激活的蛋白激酶及胰岛素信号通路，共同激活蛋白AS160，使得细胞质中的CD36通过囊泡运送并定位于细胞膜，脂肪酸通过CD36蛋白通道进入细胞内，进而作用于过氧化物酶体增殖物激活受体，过氧化物酶体增殖物激活受体则作为上游转录调节因子，促进CD36的表达，由此，形成正反馈调节^[1]。

在肝细胞中亦可观察到CD36促进脂肪酸的摄取作用。Buque等^[17]通过提取肥胖Zucker小鼠肝组织及原代肝细胞进行培养，发现高胰岛素浓度（80mU/L）对于CD36转移到细胞膜上是必需的，并且在这种条件下观察到了肝细胞摄取脂肪酸和合成TG的增加。Koonen等^[3]通过腺病毒转染过表达CD36，发现肝脏摄取脂肪酸的速度显著增加，肝脏TG、血清TG均升高。Miquilena-Colina等^[10]研究结果也显示脂肪变患者CD36主要定位于肝细胞膜，而不是细胞质。

从上述几项研究我们推断：在肝脏中也存在着胰岛素促进CD36从细胞质向细胞膜转位的这一机制，从而使CD36在肝细胞中发挥摄取脂肪酸的作用。然而在正常生理条件下，肝脏CD36表达量不高，只是在脂肪肝或者高脂饮食等条件下显著升高，因此，这种现象可能是一种代偿性的升高，加速血液中FFA的肝脏回流，避免血液中过多的FFA及其毒性作用。

3.CD36基因敲除（CD36^-/-）对肝脂的影响：CD36^-/-鼠对于我们理解CD36的功能是一个很好模型动物，按照CD36促进脂肪酸摄取这一现象，CD36^-/-鼠各个组织器官的FFA摄取率应当是降低的。Coburn等^[18]研究结果显示：相较于野生型小鼠，CD36^-/-鼠FFA摄取率显著下降，在心肌组织中下降了50%～80%，骨骼肌中下降了40%～75%，脂肪组织中下降了60%～70%，然而在肝脏中却没有变化，造成这种组织特异性的情况，我们分析可能与在正常饮食条件下，心肌、骨骼肌、脂肪组织CD36基础表达量很高，而肝脏基础表达量水平很低有关。那么，在高脂饮食条件下，由于肝脏不能通过敲除的CD36摄取脂肪酸，那是否由此就能减轻脂肪肝呢？事实却是相反的，多项研究显示CD36^-/-鼠的肝脏脂肪变是加重的^[11,19,20]，其可能的原因：（1）CD36^-/-鼠因肌肉组织脂肪酸摄取不足，导致脂肪组组脂解作用增强，血液中游离脂肪酸增多^[19]；（2）肝脏中同时存在脂肪酸转运蛋白等分子促进FFA的摄入；（3）CD36^-/-鼠的肝脏极低密度脂蛋白分泌受到抑制^[11]。血液中增多的FFA大量进入肝脏，而肝脏中脂肪的排出却受阻，从而加重脂肪肝。为避免其他组织器官CD36基因敲除带来的影响，Wilson等^[21]建立了一种肝细胞特异性CD36基因敲除鼠（CD36L），结果显示在高脂饮食条件下，CD36L小鼠比野生型小鼠脂肪酸的摄取率下降了15%、肝脏脂质含量减少（TG下降了63%，甘油二酯下降了22%），且提高了全身胰岛素敏感性，减轻了肝脏和血清中的炎性介质。但如我们猜测的一样，CD36L小鼠因为肝脏脂肪酸摄取减少，导致血浆中游离FFA和TG增高。同时，这项研究也从体内证实了CD36与NAFLD的形成是直接相关的。

4.CD36转基因对肝脂的影响：肝脏特异性CD36转基因小鼠（CD36Tg）为我们了解CD36在肝脏中的功能提供了新的思路，Garbacz等^[22]则建立这样一种动物模型。在高脂饮食条件下，CD36Tg小鼠肝脏CD36是野生型小鼠的2.5倍，当受到四环素干预时，则两种小鼠模型CD36表达量相当。他们发现，CD36在肝脏中过表达能够显著增加极低密度脂蛋白的分泌，这正好与Nassir等的CD36基因敲除鼠肝脏极低密度脂蛋白分泌减少这一观点不谋而合；同时，他们还发现，CD36Tg小鼠肝脏中糖原合成是增加的，能够避免长时间空腹造成的低血糖效应，能够降低肝脏中的致炎因子前列腺素和20-羟-二十烷四烯酸。受到上述几条有利机制的影响，CD36Tg小鼠的肝脏脂肪变程度明显小于野生型小鼠，作者认为CD36或许可以成为代谢综合征的一个有价值的治疗靶点。根据我们的理解，CD36Tg小鼠肝脏摄入脂肪酸应当是增多的，这就有可能加重脂肪变，但遗憾的是，文章中作者并未提及。

三、CD36与NASH

CD36作为一种模式识别受体，能够识别一些外来微生物的保守成分或修饰后的内源性物质，从而参与炎症反应。比如CD36能够与金黄色葡萄球菌的脂磷壁酸结合，通过CD36胞内段的羧基末端激活Toll样受体2/6信号通路，从而介导吞噬细胞的吞噬作用并清除病原体。巨噬细胞上的CD36能够与血中的氧化型低密度脂蛋白结合，通过非受体酪氨酸蛋白激酶，可进一步激活c-Jun氨基末端激酶、核因子-κB及NLRP3炎症小体等信号通路，进而促进炎症因子的释放，最终可导致动脉粥样硬化及阿尔茨海默病^{[23,24,25,26]}。

在肝脏中，CD36则可能参与了NASH的发病过程。Bieghs等^[6]研究显示，通过对放射性照射的Ldlr^-/-小鼠移植入CD36以及巨噬细胞清道夫受体1（Msr1/SR-A）基因缺失小鼠的骨髓，相比于移植入CD36^+/+/Mrs1^+/+小鼠的骨髓，可显著改善肝脏炎症、细胞凋亡、脂质氧化以及肝纤维化，而不影响肝脂肪变，表明在较高的修饰后的血浆脂蛋白（如氧化型低密度脂蛋白）条件下，肝脏枯否细胞SR-A以及CD36参与到了NASH的早期形成以及进展。然而，Zhong等^[20]研究显示，无论是在正常饮食还是高脂饮食条件下，CD36基因缺失小鼠均表现出了肝脏炎症、脂质堆积和肝纤维化，这似乎与Veerle等的研究相矛盾，Zhong等通过进一步研究发现CD36^-/-小鼠发生NASH的机制为：CD36基因缺失可使肝内活性氧下降，进而引起组蛋白去乙酰化酶2下降，促进乙酰化组蛋白3结合到单核细胞趋化蛋白-1启动子，MCP-1生成增多，促进肝脏巨噬细胞侵袭，从而促进NASH的发展。由此可见，CD36过多或缺失均可导致NASH的发生，保持机体内CD36的平衡是关键。炎症或抗炎亦可影响到CD36的表达，Wang等^[27]发现炎症应激（HepG2细胞中加入肿瘤坏死因子α和白细胞介素6刺激，C57BL/6J小鼠中注射酪蛋白刺激）可以通过哺乳动物雷帕霉素靶蛋白途径提高肝脏CD36蛋白的表达；Martius等^[7]发现抗肿瘤坏死因子α（英夫利昔单抗）能够降低放射诱导的肝炎小鼠中的CD36的表达。

四、CD36与肝纤维化

目前有研究显示，CD36与组织器官的纤维化有关，其中涉及脏器包括：肾脏、心脏、肺脏和肝脏，涉及的通路主要围绕在转化生长因子β1的活化以及巨噬细胞对凋亡细胞的清除作用。在肝脏方面，CD36可能参与到了肝纤维化甚至肝硬化的发生、发展过程。Schneiderhan等^[4]通过细胞实验发现低浓度的氧化型低密度脂蛋白能够结合到肝脏星状细胞上的CD36，从而刺激肝星状细胞生成细胞外基质，而通过阻断氧化型低密度脂蛋白与CD36结合，Ⅰ型胶原蛋白的生成量下降了56%。Magdaleno等^[28]通过基因敲除鼠证实软骨低聚物基质蛋白能够介导肝纤维化的形成，其发生过程需依赖于CD36介导的信号通路，激活MEK1/2-pERK1/2通路，进而促进肝星状细胞生成胶原蛋白-Ⅰ。Yamamoto等^[29]发现肝硬化患者肠道吸收长链脂肪酸的速度显著快于正常人群，而这与肠上皮细胞（空肠）上调的糖基化的CD36显著相关，表明CD36可能参与到了肝硬化的病理发展过程。

五、CD36与肝癌

CD36与肿瘤的转移关系密切，研究者发现口腔癌、黑色素瘤、乳腺癌、卵巢癌的转移都是依赖于CD36，而通过阻断CD36蛋白，则能够起到抗肿瘤转移的效应^[30]。在肝脏方面，Nath等^[31]发现，通过CD36摄取增加的脂肪酸能够促进上皮细胞间质化转化，从而促进肝细胞癌的进展，虽然肥胖可以表现为FFA水平升高，但是在这项研究中上皮细胞间质化转化的水平与人体质量指数并不相关，更加突出了CD36与脂肪酸摄取的特殊关系。在肝癌细胞株上用FFA处理后能够加速上皮细胞间质化转化的表型转换，通过抑制CD36则缓和这一现象。这项研究结果显示CD36可通过摄取脂肪酸，在肝细胞癌的转移上发挥着重要作用。

六、总结与展望

NAFLD患者或动物模型中，肝脏CD36是显著增加的，当存在高胰岛素血症时，CD36蛋白从细胞质转位到细胞膜，开始发挥促进长链脂肪酸摄取的功能，并且促进了NAFL的发生及发展。同时，CD36可能还参与到了NASH、肝纤维化、肝癌的发生、发展过程。目前，针对NAFLD的治疗相对有限，基于CD36与NAFLD的显著相关性及其在脂肪酸代谢中发挥的作用，CD36或许可以成为下一个药物研发靶点。

利益冲突

无

作者贡献声明

詹柱、彭明利：文献搜索及文章撰写；任红：审阅及修改