G 蛋白偶聯受體在肝損傷中的作用研究進展

王 瑩，項 前，汪 婷，卞金俊

海軍軍醫大學（第二軍醫大學）第一附屬醫院麻醉學部，上海 200433

G 蛋白偶聯受體（G protein-coupled receptor，GPCR）是細胞表面最大的受體家族，可識別大量的細胞外分子，包括神經遞質、激素和趨化因子等［1］。GPCR 在多種生物中表達，包括哺乳動物、植物、微生物和無脊椎動物［2］。GPCR 廣泛分布于人體的中樞神經系統、免疫系統、心血管系統、視網膜等器官和組織，參與機體發育和正常功能的行使。肝損傷是指各種原因所導致的肝功能異常，表現為肝臟形態結構破壞和功能失調。GPCR 在多種肝損傷類型中發揮著重要作用，如缺血再灌注肝損傷、膽汁淤積性肝損傷、四氯化碳肝損傷、非酒精性脂肪性肝?。╪on-alcoholic fatty liver disease，NAFLD）等。本文就參與急慢性肝損傷的GPCR進行綜述，以期為探索新的藥物靶點提供思路和依據。

1 GPCR 的分類與結構、激活和信號轉導

1.1 GPCR 的分類與結構 首次提出的GPCR 分類方案根據序列同源性將GPCR 分為以下6 類：A類（視紫紅質樣受體家族）、B 類（分泌素受體家族）、C 類（代謝性谷氨酸受體家族）、D 類（真菌交配信息素受體家族）、E 類（環腺苷酸受體家族）和F 類（平滑卷曲受體家族）［2］，研究者們未在脊椎動物中發現D 類和E 類［2］。另一種分類方案“GRAFS”將脊椎動物GPCR 分為以下5 類：谷氨酸受體家族、視紫紅質樣受體家族、黏附受體家族、平滑卷曲受體家族及分泌素受體家族［2］。GPCR 包含7 個跨膜螺旋，也稱為7 次跨膜受體［2］。GPCR 具有共同的結構，由1 個多肽和1 個細胞外氨基末端、1 個細胞內羧基末端及7 個疏水跨膜結構域組成，并通過3 個細胞外環和3 個細胞內環連接［1］。

1.2 GPCR 的激活和信號轉導 研究表明，GPCR存在多種激活方式。（1）經典的GPCR 激活，即GPCR 與異三聚體G 蛋白偶聯后激活下游信號通路［3］。許 多GPCR 表 現 出 混 雜 的GPCR-G 蛋 白偶聯模式，即1 個GPCR 可以與多個G 蛋白亞型相互作用。由于高度的序列相似性，1 個受體常常與同一家族內的多個G 亞型結合［1］。例如，5-羥色胺1A 受體與3 種Gi/o 家族蛋白Gi2、Gi3和Go5 相互作用［1］。（2）GPCR 的偏置激活，即GPCR 選擇性地激活G 蛋白通路或 -制動蛋白（ -arrestin）通路［3］。（3）GPCR 的內化激活。該激活方式有2 種，一種是GPCR 與其激動劑內化后繼續信號轉導，另一種是位于不同細胞器 的GPCR 在 細 胞 內 被 激 活［3］。（4）GPCR 的二聚化激活。該激活方式也有2 種，即GPCR 僅在二聚化的狀態下介導信號轉導或GPCR 在二聚化的狀態下介導與單體狀態下不同的信號轉導通路［3］。（5）GPCR 的反式激活。其分為配體依賴途徑和配體非依賴途徑，前者指GPCR 激活的信號分子誘導產生內源性配體，配體受體結合激活下游信號；后者指GPCR 通過不依賴配體的方式激活下游信號，如磷酸化下游分子或與下游分子形成二聚體［3］。（6）GPCR 的雙相激活，即早期時相和晚期時相分別由G 蛋白或 -制動蛋白介導，繼而激活不同的信號通路［3］。

2 肝損傷中的GPCR

2.1 腎上腺素能受體（adrenergic receptor，AR） AR是介導兒茶酚胺作用的一類組織受體，分為 -AR和 -AR。AR 可以通過多種方式激活并介導信號轉導，如偏置激活 -制動蛋白的 -AR配體卡維地洛，已被證明可以抑制G 蛋白介導的兒茶酚胺毒性作用，并刺激 -制動蛋白介導的細胞生存信號通路［3］。內化激活時， -制動蛋白未與 1-AR 形成復合物，而是短暫“親吻” 1-AR 并結合到質膜網格蛋白上，然后激活ERK1/2［3］。 2-AR 激活可導致p38 MAPK 雙相激活，急性早期激活在10 min 達到峰值，60 min 恢復到基本水平，而弱延遲激活發生在90 min 時并持續6 h［3］。

在急慢性肝損傷研究中，目前報道較多的是 -AR。 -AR 激動劑可加重對乙酰氨基酚誘導的肝損傷，其拮抗劑可減輕四氯化碳誘導的肝氧化損傷、非酒精性脂肪性肝炎、肝臟壞死、脂肪變性、肝纖維化［4］。 -AR 激動劑可減少Fas 抗體（Jo2mAb）誘導的肝細胞死亡。交感神經系統通過 -AR 信號參與四氯化碳相關的肝脂質過氧化、氧化性DNA 損傷和促炎細胞因子產生，化學交感神經切除術基本上阻斷了四氯化碳給藥后24 h 內觀察到的肝毒性作用［4］。在脂多糖誘導的肝損傷模型中，右美托咪定通過 2-AR 增加糖原合成酶激酶3 （glycogen synthase kinase 3 ，GSK-3 ）/絲裂原活化蛋白激酶磷酸酶1（mitogen activation protein kinase phosphatase 1，MKP-1）/核因子E2相關因子2（nuclear factor E2-related factor 2，Nrf2）通路活性，減輕肝臟氧化應激和細胞凋亡［5］。

2.2 血管緊張素受體（angiotensin receptor，ATR） ATR包括1～4 型（AT1R、AT2R、AT3R、AT4R），目前研究較多的是AT1R 和AT2R。AT1R 在成人組織中大量存在，而AT2R 主要在胎兒發育期間表達并在病理條件下表達上調［6］。AT1R 在偏置激活時通過G蛋白途徑介導有效的血管收縮和血壓升高，并通過 -制動蛋白途徑介導潛在的有益作用，包括細胞保護和抗凋亡［3］。雙相激活時，AT1R 介導的ERK1/2磷酸化在2 min 時達到第1 個瞬時峰值，然后在120～150 min 達到第2 個持續峰值［3］。ERK1/2 激活的2 個階段都有助于c-Jun 轉錄激活和細胞增殖［3］，然而只有ERK1/2 激活的第2 階段才對血管緊張素Ⅱ誘導的DNA 合成和細胞生長產生影響［3］。

在肝硬化的實驗模型中，血管緊張素Ⅱ激活AT1R 可以誘導肝星狀細胞增殖并在體外上調TGF- 1 的表達，AT1R 拮抗劑氯沙坦能夠降低中度至重度門靜脈高壓患者的肝靜脈壓力梯度［7］。也有研究表明血管緊張素Ⅱ激活AT1R，繼而磷酸化下游Janus 激酶2 和隨后的RhoA/Rho 激酶促進肝纖維化［8］。在硫代乙酰胺誘導的肝纖維化模型中，使用AT1R 拮抗劑替米沙坦和氯沙坦可通過抗炎和抗氧化作用減輕肝纖維化［9］。AT2R 通常在體內外起到對抗和平衡AT1R 介導的作用［10］。AT1R敲除小鼠肝纖維化的發生減少，相反AT2R敲除小鼠卻會發生更加嚴重的肝纖維化，這表明AT2R 的激活可能發揮抗纖維化和抗氧化應激的作用［10］。

2.3 蛋白酶激活受體（proteinase-activated receptor，PAR） PAR 包括4 種亞型：PAR1、PAR2、PAR3、PAR4。PAR1 是凝血酶的高親和力受體，廣泛表達于成纖維細胞、巨噬細胞、血小板和內皮細胞［11］。PAR2 在內化激活時可結合網格蛋白，繼而激活ERK1/2 信號［3］。凝血酶結合PAR1/PAR3 可導致表皮生長因子受體反式激活［12］。

在缺血再灌肝損傷小鼠模型中，PAR1 主要表達于肝竇內皮細胞，且在肝缺血再灌后表達增加，PAR1 拮抗劑可減輕肝損傷和肝竇內皮細胞的凋亡［13］。在四氯化碳誘導的肝纖維化模型中，肝星狀細胞上表達的PAR1 通過促進肝星狀細胞的增殖活化和膠原沉積加重肝纖維化［14］。PAR1 可導致多種與NAFLD 相關的病理變化，包括肝臟脂質積聚、炎癥和肝細胞損傷，同樣，在2,3,7,8-四氯二苯并-對-二 英（2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin）誘導的NAFLD 中PAR1 也可促進肝纖維化［15］。PAR2主要表達于肝星狀細胞、匯管區成纖維細胞 、肝竇內皮細胞等。PAR2 的表達與NAFLD 的嚴重程度和血漿膽固醇水平相關，研究表明PAR2 通過激活JNK1/2 調節肝臟脂質和膽固醇穩態［16］。PAR2 也可通過抑制腺苷酸活化蛋白激酶介導的自噬促進高脂飲食誘導的肝脂肪變性［17］。在肝纖維化患者中，當組織因子表達上調時，PAR2 被胰蛋白酶類蛋白酶、蛋白裂解酶及凝血因子Ⅶa 和Ⅹa 激活，而PAR2 抑制劑可減輕肝纖維化［18］。

2.4 G 蛋白偶聯膽汁酸受體5（G protein-coupled bile acid receptor 5，TGR5） TGR5 為GPCR 視紫紅質樣受體家族的成員［19］，普遍表達于嚙齒動物和人體組織中，可調節能量穩態和葡萄糖代謝［20-21］。TGR5 在肝臟中高度表達，特別是在非實質細胞如庫普弗細胞、肝竇內皮細胞和膽管細胞［21］。TGR5可調節肝臟微循環、炎癥、組織再生、膽汁分泌及膽囊充盈［22］。研究表明，TGR5缺失小鼠更易產生炎癥性肝損傷、膽汁淤積性肝損傷、肝纖維化。在原發性硬化性膽管炎患者的膽管上皮細胞中，TGR5 水平降低可促進反應性膽管上皮細胞表型的發展，加重膽道損傷［23］。TGR5 激動劑可以改善炎癥性肝損傷、膽汁淤積性肝損傷、NAFLD，并改善肝臟疾病的肝外并發癥，如膽汁淤積性瘙癢［22］。TGR5 抑制劑可延緩多囊性肝病和膽管癌的進展［22］。

2.5 鞘氨醇1-磷酸受體（sphingosine 1-phosphate receptor，S1PR）2 S1PR 屬于GPCR 超家族視紫紅質樣受體家族［24］。在哺乳動物中發現其有5 種亞型：S1PR1、S1PR2、S1PR3、S1PR4 和S1PR5。在嚙齒動物和人體肝臟中，S1PR2 主要表達在肝細胞、膽管細胞、肝星狀細胞、肝肌成纖維細胞、肝竇內皮細胞和巨噬細胞［25］。研究表明，在膽管結扎小鼠模型中，S1PR2 在肝臟和膽管細胞中的表達水平升高，S1PR2敲除小鼠膽汁淤積誘導的肝損傷減輕，膽管細胞增殖、炎癥和肝纖維化減少［26］。進一步的機制研究發現，S1PR2 通過激活ERK1/2-SphK2 信號通路導致組蛋白乙?；黾雍蛥⑴c細胞增殖和代謝基因表達上調，促進肝纖維化；通過激活ERK1/2-NF- B信號通路增加環氧合酶2 等多種炎癥因子的表達，促進肝纖維化；或直接通過激活ERK1/2 誘導炎癥反應，促進肝纖維化［26］。

2.6 G蛋白偶聯受體120 （G protein-coupled receptor 120，GPR120） GPR120 又稱游離脂肪酸受體4，主要表達于腸細胞、脂肪細胞和巨噬細胞，GPR120 已被公認為代謝性疾病的潛在治療靶點。有研究表明，GPR120 表達降低可能促進了非酒精性脂肪性肝炎進展過程中的炎癥反應［27］。GPR120已被確定為 -3 脂肪酸的第1 個受體，并介導其抗炎作用［28］。Raptis 等［28］研究發現，在缺血再灌注肝損傷模型中，GPR120 表達于庫普弗細胞，使用GPR120 激動劑GW9508 能減輕肝損傷，而耗竭庫普弗細胞或用siRNA 干擾GPR120表達都會消除這種保護作用；進一步研究發現GPR120 對肝損傷的保護作用與抑制NF- B/JNK 介導的炎癥反應有關。然而在Baker 等［29］研究中GPR120 似乎并沒有肝保護作用，該研究發現在缺血再灌注肝損傷模型中，魚油（富含 -3 脂肪酸和維生素E）預處理能夠減輕GPR120敲除小鼠的肝損傷，這種矛盾結果的出現可能是因為Raptis 等［28］使用的GW9508 為合成的、非特異性游離脂肪酸受體激動劑，也可能是因為耗竭庫普弗細胞產生了額外的影響。

3 小結與展望

GPCR 是細胞表面最大的受體家族，因其能夠調控許多病理生理過程且在細胞表面具有可以成藥的靶點，一直是藥物靶點研究的重要領域。肝臟是人體的重要器官，具有代謝、解毒、分泌和排泄膽汁等功能。在受到有害因素侵襲后發生肝損傷如缺血再灌注肝損傷、膽汁淤積性肝損傷等的過程中，有許多GPCR 通過信號轉導發揮作用。通過對GPCR 參與肝損傷的研究可為進一步找到潛在的藥物靶點提供思路和依據。