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豪尔赫·a·Lopez-Velazquez路易斯·d·Carrillo-Cordova诺伯特c . Chavez-Tapia Misael乌里韦,那鸿书Mendez-Sanchez, ”非酒精性脂肪肝病的核受体”,脂类杂志, 卷。2012年, 文章的ID139875年, 10 页面, 2012年。 https://doi.org/10.1155/2012/139875
非酒精性脂肪肝病的核受体
文摘
核受体配体依赖性转录因子组成的总科参与肝生理学和病理生理学的重要方面。人类大约有48核受体。这些核受体是监管机构的许多肝过程包括肝脂质和糖代谢、胆汁酸体内平衡,药物解毒,炎症,再生,纤维化、肿瘤形成。这些受体的敏感分子水平控制脂类代谢包括脂肪酸,oxysterols,亲脂性的分子。这些受体直接分子转录网络和可能扮演的角色在非酒精性脂肪肝的发病机制和治疗。理解机制的参与核受体非酒精性脂肪肝的发病机制可能提供目标新治疗肝脏疾病的发展。
1。介绍
肝脏疾病是一个严重的问题在世界各地。在墨西哥,自2000年以来,肝硬化和其他慢性肝脏疾病已经成为死亡的主要原因之一(1]。肝脏疾病的发病率和患病率增加以及生活方式的变化和人口老龄化,而这些疾病在2007年造成20941人死亡(2]。
在墨西哥,代谢综合征的发病率也在上升。代谢综合征最近与非酒精性脂肪肝病(NAFLD),和90%的非酒精性脂肪肝患者有多个功能的代谢综合征3]。非酒精性脂肪肝的严重程度是一个因素导致非酒精性脂肪肝(NASH)的发展,肝硬化和肝细胞癌(4,5]。日益增长的肥胖流行病需要更好的理解基因网络和信号转导途径调节这些疾病的发病机制。清晰定义负责代谢控制的机制可能为新药的开发提供新知识,与小说的作用机制、治疗慢性肝脏疾病。
单个核受体的能力(NRs)调节多个基因网络在不同组织和自己的配体可能代表了一类新的潜在的药物目标。阐明参与开发这类药物的挑战,本文在脂质代谢和肝的作用关系,可能对非酒精性脂肪肝的生理病理学的影响。
2。非酒精性脂肪肝病
非酒精性脂肪肝是积累甘油三酸酯的形式定义的水滴(微观,macrovesicles)在肝细胞内6]。机制涉及胰岛素调节障碍,影响脂肪和葡萄糖代谢(中间代谢)在肝脏、骨骼肌、脂肪组织,一个条件称为胰岛素抵抗。胰岛素抵抗增加游离脂肪酸和肝新创脂肪生成,导致脂肪酸氧化障碍,改变极低密度脂蛋白(VLDL)甘油三酯出口(7]。
非酒精性脂肪肝与胰岛素抵抗有关,肥胖,一种生活方式的特点是缺乏身体活动和无限供应,高脂肪的食物。然而,最近的研究提出,并不是每个人都能与非酒精性脂肪肝发展之前存在脂肪肝胰岛素抵抗[3,8]。
非酒精性脂肪肝是一个集群的代谢、组织学和分子疾病特点是肝损伤(9]。本文的目的是描述复杂的工作关系,和他们的角色在肝脂肪积累过度饮酒的独立。
配体依赖性转录因子关系是广泛的代谢,排毒和监管职能。NRs敏感水平的许多天然和合成配体,包括激素、生物分子(脂肪),维生素、胆汁酸、代谢产物、药物、和异型生物质毒素。除了肝的功能水平,也关系,控制肝脏炎症,再生,纤维化和肿瘤形成10]。这些功能通过一个复杂的转录网络可以被理解,让他们保持细胞营养体内平衡,防止毒素通过限制他们的吸收和促进新陈代谢和排泄,和扮演一个角色在几个关键步骤在炎症和纤维化11]。
新知识的函数关系,有助于阐明发病机理和病理生理学的广泛肝疾病(见表1)。
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3所示。核受体结构
评分的特点是中央DNA结合域,目标受体的特定DNA序列称为hormone-response元素。dna结合域包含两个高度保守的锌指隔离其他dna结合蛋白质的核受体。包含了c端一半的受体配体结合域,具有配体识别的基本属性,并确保特异性和选择性的生理反应12,13]。这些受体的主要作用是酶和其他蛋白质的转录调控参与能量稳态(图1(一))。
(一)
(b)
4所示。核受体的行为模式
评分法在三个步骤14]:压抑、脱抑制和转录激活。镇压的特点是apo-NR,新兵辅阻遏物复杂与组蛋白脱乙酰酶的活动。除抑制发生配体结合后,深受这个复杂和新兵第一共激活剂复杂,与组蛋白乙酰转移酶的活动,并导致染色质decondensation,这被认为是必要的,但不是充分的,目标基因的激活。在第三个步骤中,转录激活,组蛋白乙酰转移酶的水解导致组装复杂的第二个共激活剂,它可以与基底建立联系目标基因(转录机械激活15)(图1 (b))。
辅活化因子是由配体激活分子招募评分量表(或其他dna结合转录因子),增加基因的表达。辅活化因子的转录过程多样的酶的活动,如乙酰化、甲基化、泛素化、磷酸化、或染色质remodelers [16]。
表达式的结果是调制的一系列广泛的生理的重要组基因在不同病理过程包括癌症、遗传疾病、代谢紊乱、炎症。
共激活剂函数相比,辅阻遏物相互作用关系,不绑定到配体和抑制转录。Corepressor-associated蛋白质如当地染色质组蛋白去乙酰酶抑制剂执行环境,反对transcription-promoting辅活化因子(活动17]。
5。核受体在肝脏
肝细胞负责流程参与提供许多人体代谢的需求,包括合成和控制途径参与胆固醇的代谢,脂肪酸,碳水化合物、氨基酸、血清蛋白、胆汁酸、药物和外源性物质的解毒。
肝细胞采用多级监管执行其功能和具有自我保护的过程,以避免自我毁灭。NR总科的一些成员提供肝自律机制在肝细胞(18]。
基因调控的关系,不仅仅是简单的存在一个潜在的DNA识别启动子序列。相反,它是一个复杂的和多层的过程,涉及之间的竞争受体激动剂和拮抗剂,heterodimerization coregulator招聘,NR蛋白质改性。
NR家族由48个家庭成员和是最大的集团在人类转录监管机构。因为有些关系,参与肝内稳态的控制,他们可能提供一个新的治疗目标治疗非酒精性脂肪肝等肝脏疾病(19]。
5.1。肝X受体
转录因子肝X受体(LXR)是参与胆固醇代谢。LXR基因编码两种不同的产品,LXRα和LXRβ但类似的目标,每个都有不同的表达模式元素和配体dna结合蛋白。人类LXRα基因位于染色体11 p11.2,人类LXRβ基因位于染色体19 q13.3。我们将关注LXRα由于其高表达在肝脏,尽管它是肾脏,下级也表达了肠、肺、脂肪、肾上腺、脾、和巨噬细胞(20.,21]。oxysterols LXR配体的。一旦激活,LXR诱发的基因的表达,在脂质代谢功能;这些函数是胆固醇吸收,流出、运输、和排泄22- - - - - -24]。除了它的代谢作用,LXRs还调节免疫和炎症反应在巨噬细胞25]。
像大多数其他的核受体,LXR与视黄素X受体(RXR)形成细胞核内。绑定的RXR LXR导致复杂的形成与辅阻遏物如沉默视黄酸的中介,甲状腺激素受体,和核辅阻遏物(26]。
没有一个配体,这些辅阻遏物相互作用是维护和目标基因的转录活动抑制。绑定LXR配体的辅阻遏物的构象变化,促进了失活原因复杂,目标基因的转录27]。
LXR是全身脂质和胆汁酸代谢的关键调节器(20.,28)(图2)。集群LXR调节的基因参与运输过剩的胆固醇高密度脂蛋白(HDL)的形式从外围组织肝脏过程被称为反向胆固醇运输。在活的有机体内高亲和性配体激活LXR合成,增加高密度脂蛋白胆固醇含量和净分泌(29日]。LXR积极调节等参与脂蛋白代谢酶脂蛋白脂肪酶(LPL),人类胆甾醇酯转运蛋白和磷脂转运蛋白(30.]。LXR也调节胆汁酸酶CYP7A1至关重要。在啮齿动物中,这种酶包含LXR反应元素调节膳食中过量的胆固醇。胆固醇的酶激活和转换胆汁酸是一个机制来处理多余的膳食胆固醇(31日- - - - - -33]。
除了它能调节胆固醇和胆汁酸代谢,LXR也是一个肝脂肪生成的主要监管机构。其脂肪生成的活动结果从肝脂肪生成的主调节器的upregulation固醇调节元件结合蛋白c (SREBP-c)和脂肪酸合酶的诱导,酰基辅酶A羧化酶,和硬脂酰辅酶A desaturase 1,所有导致增加肝脂质水平(34,35),病因代理人在非酒精性脂肪肝的发病机制之一。此外,LXR诱发carbohydrate-response元件结合蛋白,ChREBP [36]。ChREBP是LXR的目标基因,是一种葡萄糖敏感的转录因子,促进肝碳水化合物转化为脂肪。几个重要的蛋白质可能调解LXR-mediated hypertriglyceridemic效果。这些包括angiopoietin-like蛋白3 (Angptl3) (37),liver-secreted蛋白质增加血浆甘油三酯的浓度抑制LPL活性在不同组织和游离脂肪酸通过激活脂肪细胞的脂解作用和/或apoA-V。LXR激活增加Angptl3表达和会使apoA-V表达式(38]。第二个“打击”非酒精性脂肪肝与促炎的分子,其表达式由LXR压抑。这些包括诱导一氧化氮合酶,环氧酶2,白细胞介素- 6 (il - 6)、il - 1β,趋化因子单核细胞化学引诱物蛋白1,趋化因子单核细胞化学引诱物蛋白质3 (39]。
LXR-activated通路在全身发挥核心作用调节多个通路在肝细胞脂质代谢。进一步调查的影响合成LXR-specific受体激动剂或拮抗剂可能为非酒精性脂肪肝的治疗提供新的治疗工具。
5.2。过氧物酶体Proliferator-Activated受体
非酒精性脂肪肝似乎是胰岛素抵抗和肥胖之间的联系。最近的一些研究表明,转录因子家族,名叫peroxisome-proliferator-activated受体(PPARs),改善代谢异常与胰岛素抵抗相关的几个和脂肪代谢受损40]。
PPARs核激素受体。三个同形像人类已确定:PPARα,PPARβ/δ,PPARγ(41]。这些受体表现出不同的组织分布和功能,在某种程度上,不同的配体特异性。PPARα肝脏中高度表达,棕色脂肪组织、心脏、骨骼肌、肾脏,下级在其他器官。PPARγ脂肪组织中高度表达,出现在结肠癌和淋巴器官。PPARβ/δ表示无所不在,但其水平可能相差很大(42,43]。
从力学上看,PPARs也形式形成RXR和激活DNA转录被绑定到一个特定的元素,称为过氧物酶体扩散国的反应元素(PPRE),监管地区的多个基因编码的蛋白质参与脂质代谢和能量平衡。结合受体激动剂引起构象变化促进转录辅活化因子的绑定。相反,绑定的拮抗剂诱发辅阻遏物的构象,绑定。生理、PPAR-RXR可能形成结合ppr在缺乏配体,虽然转录激活依赖于配体PPAR-RXR [44,45]。这些受体的主要作用是酶和其他蛋白质的转录调控参与能源体内平衡,其中一些是在肝脏。解释他们的可能的行动的发展和治疗非酒精性脂肪肝,每个PPAR的简要描述如下(46,47]。
在肝脏,PPARα促进脂肪酸氧化。这是目标降血脂药一类,如非诺贝特、氯贝酸,和二甲苯氧庚酸,用于治疗高甘油三酯血症(48]。
PPAR的作用α在禁食期间肝脂肪酸代谢尤其突出。在禁食PPAR零的老鼠,它没有与明显的肝脂肪变性,降低血浆葡萄糖水平和酮体,和血浆游离脂肪酸水平升高,体温过低。这些严重的代谢紊乱的结果减少许多肝脏脂质代谢基因的表达。的PPARα目标基因的酰基辅酶a氧化酶(ACO-OX),酰基辅酶a合成酶(ACS), enoyl-CoA水合酶、苹果酸脱氢酶,HMG - CoA合酶、线粒体酶,liver-fatty-acid-binding蛋白质,蛋白质和脂肪酸运输。PPARα也可以调节其他基因如LPL、参与甘油三酸酯的降解,APOA1 APOCIII,两个表达下调的PPAR吗α(49- - - - - -55)(图2)。
而PPARα控制脂质在肝脏分解代谢和体内平衡,PPARγ促进脂肪的储存在脂肪组织和在脂肪细胞分化中起着关键作用。这是一个目标的insulin-sensitizing thiazolidinediones。尽管其相对较低的表达水平在健康肝脏,PPARγ对非酒精性脂肪肝的发展至关重要56]。
在肝脏,PPARβ/δ是预防环境引起的肝毒性化学物质,可能通过下调促炎基因的表达。PPARβ/δ调节葡萄糖利用率和脂蛋白代谢通过促进反向胆固醇运输(57- - - - - -60]。PPARs似乎目标治疗代谢紊乱。PPARα和PPARγ已经治疗靶点治疗高甘油三酯血症和胰岛素抵抗,分别疾病直接相关的非酒精性脂肪肝的进步。发现更多的途径可能为肝病提供新的治疗方法。
5.3。Farnesoid X受体
farnesoid X受体(FXR), NR总科的一员,一个典型的NR结构和包含一个疏水口袋,提供亲脂性的分子如胆汁酸(61年]。12基因位于染色体上,它主要表现在肝脏、肠、肾、肾上腺和下级在白色脂肪组织62年,63年]。FXR绑定到特定的响应与RXR元素作为异质二聚体,尽管它也被报道将DNA作为一个单体(28,64年]。FXR的主要生理作用是充当胆汁酸在肝肠组织传感器。FXR激活调节各种运输蛋白质的表达和生物合成的关键酶的生理维护胆汁酸和脂质和碳水化合物的新陈代谢。
胆汁酸结合并激活这个NR。FXR的效力顺序结合胆汁酸是鹅去氧胆酸>石胆酸=脱氧胆酸>胆酸(65年,66年]。
除了在胆汁酸代谢的作用,最近的数据表明,激活FXR也涉及脂质代谢。激活FXR降低肝脂肪生成和血浆甘油三酯和胆固醇水平,诱发的基因与脂蛋白代谢/间隙,和压制肝基因参与的合成甘油三酸酯(67年]。FXR促进胆固醇的逆向运输通过增加肝脏的高密度脂蛋白胆固醇通过两个独立的机制。第一个是FXR-mediated抑制肝脂肪酶的表达(68年]。肝脂肪酶降低磷脂水解甘油三酯和高密度脂蛋白颗粒大小的肝血窦,而促进肝高密度脂蛋白胆固醇的吸收。第二个机制是诱导FXR的清道夫受体的基因的表达B1,肝脏中高密度脂蛋白摄取转运体(69年]。
FXR的激活也会增加肝受体的表达,如VLDL受体和syndecan-1,参与脂蛋白间隙,并增加ApoC-II的表达,coactivates脂蛋白脂肪酶(LPL)。FXR激活也能减少蛋白质的表达,如ApoC-III和Angptl3 [70年),通常函数作为LPL的抑制剂。最后,人类PPAR FXR诱发α(71年的NR)功能,促进脂肪酸β氧化。综上所述,这些数据表明,FXR激活降低血浆甘油三酯水平通过压抑SREBP1-c和三酸甘油脂分泌和增加triglyceride-rich脂蛋白的间隙从血液中(图2)。
在碳水化合物代谢,活化的肝FXR调节糖质新生,糖原合成、和胰岛素敏感性72年]。胆汁酸传感器FXR在肝脏和肠也有抗炎作用,主要是通过与NF -交互κB信号。FXR受体激动剂可能因此代表有用的代理来减少炎症细胞FXR表达水平高,如肝细胞,以防止或延缓肝硬化inflammation-driven肝脏疾病和癌症发展。
这些数据表明,FXR激活其配体将降低肝脂肪变性,而这种激活可能在非酒精性脂肪肝通过减少肝脏有益的作用新创脂肪生成,这构成了第一个“打击”的疾病。炎症过程导致肝炎和随后的肝纤维化的发展。肝FXR似乎表达下调在啮齿动物的急性期反应的方式类似于其他PPAR等关系α和LXR (73年]。
5.4。怀孕的X受体和本构雄烷受体
孕烷X受体(PXR)和本构雄烷受体(汽车)分享一些常见的配体和有一个重叠的目标基因模式。汽车基因的产物NR1I3基因位于染色体1,轨迹1 q23处,而hPXR NR1I2基因的产物,它是位于3号染色体位点3 q12-q13.3 [74年- - - - - -76年]。像大多数其他NRs, PXR和汽车有一个氨基端dna结合域和一个c端配体结合域。PXR和汽车形成与RXR形成调节基因的表达。
PXR位于细胞核和基底活动和低高度对配体激活绑定(77年,78年]。相比之下,在noninduced状态,汽车存在于细胞质中。化合物激活汽车,PXR在结构上非常多样化;大部分是小和高度亲脂性的79年]。孕烷PXR被激活,孕激素和糖皮质激素(80年,81年),而汽车正面和负面影响雄烷代谢物,雌激素和孕激素(82年,83年]。出于这个原因,除了异型生物质受体功能,PXR和汽车被认为是endobiotic受体影响生理和疾病(84年,85年]。
例如,一些研究已经表明,PXR SREBP-independent的方式促进脂肪生成。脂质积累和标志着PXR-transgenic小鼠肝脂肪变性与脂肪酸的增加表达移位酶CD36(也称为脂肪)和几个辅助脂肪生成的酶,如SCD-1和长链脂肪酸elongase自由。CD36, multiligand清道夫受体表面存在大量的细胞类型,可能导致肝脂肪变性通过促进脂肪酸的高亲和性吸收循环(86年]。CD36水平在肝脏与肝甘油三酯储存和分泌,这表明CD36起着决定性作用的肝脂肪变性的发病机制(87年]。PXR还可以促进肝脂肪变性增加CD36的表达直接或间接通过PXR-mediated PPAR的激活γ(86年]。
有趣的是,一个独立的研究表明,肝甘油三酯水平降低短期(10小时)激活后暂时PXR [88年]。PXR激活也与PPAR upregulation有关γCD36的积极的监管机构和主调节器的脂肪形成89年]。PXR激活也与抑制相关的几个基因参与脂肪酸β氧化,如PPARα和硫解酶(90年]。中村和他的同事的研究表明,PXR压制β-oxidation-related基因如肉碱palmitoyltransferase 1 (Cpt1a)和线粒体3-hydroxy-3-methylglutaryl辅酶a合成酶2 (Hmgcs2)通过相声insulin-responsive forkhead A2 (FoxA2)(图框因素3)。
激活的汽车可能抑制脂质代谢,降低血清甘油三酯水平降低SREBP-1水平,主调节器的脂质代谢。汽车对脂质代谢的抑制作用也可能归因于Insig-1感应,蛋白质与antilipogenic属性(88年]。
汽车与PPAR交互α禁食期间,据报道,干扰脂肪酸代谢与PPAR通过绑定到DNA元素重叠α绑定网站在启动子区域3-hydroxyacyl - CoA脱氢酶,过氧化物酶病脂肪酸的重要酶β氧化(91年)(图3)。
最后,其他的研究表明,汽车可能参与NASH的发病机制(92年)通过调节血清甘油三酯水平的反应代谢压力(93年]。重叠的激活内源性脂类的车,PXR表明肝脏生理功能这些受体之间的联系。这些知识可能有用的发展新的治疗方法来限制或阻止非酒精性脂肪肝的发病机制通过开发受体激动剂或拮抗剂预防或减轻肝实质内的脂质积累。
6。结论
非酒精性脂肪肝组织学上以肝脂肪变性特征包含了一系列的条件从简单的脂肪肝纳什肝硬化和肝细胞癌(4]。
NRs控制脂肪酸从外周脂肪组织运输到肝脏和管理若干关键代谢非酒精性脂肪肝的发病机制涉及的步骤,包括脂肪存储、出口、吸收、氧化和脂解作用[94年]。发现许多配体激活整个家庭的关系(FXR、LXR PPARs, PXR,和汽车)及其可能的互联控制脂类代谢的机制表明的可能性为非酒精性脂肪肝的治疗开发新的治疗方法。LXR和PXR调节几个新陈代谢相关的通路和集群的基因导致肝脂肪生成和可能与肝脏疾病的发病机制直接相关。FXR, PPARα,汽车被配体激活编排广泛的分解脂肪的活动。这些可能成为未来的候选药物设计目标肝脏代谢紊乱。
确认
本研究支持格兰特从墨西哥国家研究委员会(62460年CONACYT)和书在诊所和基础。
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