过氧化物酶体增殖物活化受体与乙肝病毒复制及纤维化

zasxz

过氧化物酶体增殖物活化受体与乙型肝炎病毒的复制及肝纤维化的关系
过氧化物酶体增殖物激活受体（peroxisome proliferator-activated receptor, PPAR）是一种由配体激活的核转录因子。近年研究发现PPAR能够调节炎症反应、控制细胞周期和细胞凋亡，其中也包括一些肝炎相关疾病，如乙型肝炎病毒（HBV）的复制、肝纤维化以及肝癌等。本文主要论述PPAR 与HBV复制、肝纤维化的关系。
    1. PPAR的亚型及其配体：PPAR有PPARα、PPARβ和PPARγ三种亚型。PPARγ是研究得最为广泛的一种PPAR亚型，它与细胞分化、胰岛素抵抗、Ⅱ型糖尿病、动脉粥样硬化和肿瘤等有着密不可分的关系[1]。PPARγ的配体有两大类，包括合成型配体和天然型配体，前者主要为噻唑烷二酮类（thiazolidinediones, TZD），包括吡格列酮（pioglitazone, PZD）和罗格列酮（rosiglitazone, RZD）等，后者有15-脱氧-Δ12，14前列腺素J2（15dPGJ2）等[1]。TZD的作用是通过PPARγ的激活来控制基因表达和细胞功能。
    2. PPARα与HBV复制：在HBV转基因小鼠中发现了病毒的转录和复制最初出现于肝细胞和最接近肾脏的盘绕小管中，而这些部位则富集PPARα等核激素受体转录因子。有研究发现核壳体启动子的活性主要由肝脏富集的转录因子所调控，也提示了这些因子很可能在控制HBV病毒的复制过程中起着重要的作用，而且将HBV的生物合成限制于肝脏细胞区域。
    Tang等[2]以非肝细胞系为材料，通过加入包括PPARα在内的不同的肝脏富集转录因子（与HBV的RNA前基因组的转录和复制有关），建立一个病毒复制系统，在此基础上找出其中所必需的转录因子。他们发现，HBV大多数基因的表达水平都由肝脏富集转录因子所调控，而只有包括PPARα在内的核激素受体是不可缺少的。因此作者指出HBV DNA的合成只限于表达这些核激素受体的细胞当中。
Yu等[3]则专门研究了PPARα与RXRα形成的异二聚体在HBV基因组上的核受体反应元件（nuclear receptor response elements，NRRE），它们是一些由两个隔着一个碱基的AGGTCA序列组成的重复序列，人们一共发现了HBV基因组上有三种NRRE（NRREpreC、NRREenhⅠ和NRREenhⅡ）。PPAR/RXR复合体结合到NRRE上，引起NRRE附近启动子转录调节的改变，从而影响HBV基因的表达。作者将HBV基因组上的不同NRRE进行点突变，加入PPARα等不同核受体的重组蛋白，然后检测HBV基因的表达，认为核受体是通过与NRREpreC和NRREenhⅠ结合来调节HBV基因的表达的；另外，作者将Huh7细胞系（没有检测到PPARα和PPARγ）、PPARα/RXRα表达质粒和HBV质粒进行共转染，研究PPARα/RXRα对病毒基因表达和DNA合成的影响，发现PPARα/RXRα能够激活共转染的Huh7细胞前RNA基因组的转录和病毒DNA的合成，这种激活依赖于它们与NRREpreC的作用，NRREenhⅠ所起的作用不大，PPAR配体的存在可以刺激这种作用。
    HBV复制的过程中，会产生一段长约3.5kb的RNA前基因组，然后转录成DNA，这段DNA可以编码核心多肽和病毒聚合酶。因此HBV的RNA前基因组能控制病毒DNA合成的水平，它的合成又由核壳体启动子的转录水平决定，而核壳体启动子的转录由其调节元件控制。近来研究表明，NHR就是其中最重要的一个调控元件，其前体在核壳体启动子上的结合位点为其最重要的识别元件，这一结合位点包括HBV DNA前C区的1764和1766位点，这两个位点的变异（A1764T和G1766A）与乙型肝炎e抗原（HBeAg）和抗-HBe之间的转换有关。Tang等[4]的研究表明，这两个位点的变异在没有极大改变肝细胞核因子4（HNF4）与这段序列结合的前提下，阻止了RXRα-PPARα异二聚体与其的结合。RXRα-PPARα异二聚体在1764和1766位点为野生型的病毒株中比突变株更能调高前基因组RNA的转录水平，而HNF4的作用与其相反。这一结果提示，在抗病毒抗原的免疫反应中，病毒的转录调节对病毒的变异起着重要的作用，包括PPARα在内的转录因子的变化能调控着HBV的野生株和变异株的复制，从而影响1764和1766位点HBV变异株的免疫选择。
    HBV的转录过程中，有两个增强子是必要的：EnhancerⅠ (EnhⅠ)和EnhancerⅡ(EnhⅡ)。其中，EnhⅠ位于X基因启动子的上游；EnhⅡ位于前C区启动子的上游，是包括PPARα在内的许多核受体的作用靶点。Doitsh等[5]的研究表明，用合成的Ga14 DNA片段取代EnhⅠ片段的5′端时，HBV早期的转录就停止了，而此时PPARα的过量表达不能激活EnhⅡ，这表明，在PPARα激活EnhⅡ的过程中，EnhⅠ也起着决定性的作用。
    Guidotti等[6]在HBV复制转基因小鼠的研究中发现，PPARα的激活配体能使HBV核壳体启动子的转录提高。为确认这些配体是否通过PPARα作用于HBV的复制，还研究了缺乏PPARα基因的基因敲除小鼠模型的表现情况。发现，在HBV复制的转基因小鼠模型中，加入PPARα的配体（Wy-1463）后，HBV的复制和HBeAg的分泌都明显增高；而在PPARα基因缺失的转基因小鼠中，HBV的复制和HBeAg的分泌都没有明显变化。这两组实验共同证实了PPARα在调节HBV复制过程中的作用。
    3. PPARγ与肝星状细胞（HSC）、肝纤维化：在PPAR与肝炎及其相关疾病关系的研究当中，PPARγ与肝纤维化的关系研究得较为深入。由于HSC的激活是肝纤维化的中心环节，所以对于PPARγ与肝纤维化的关系的研究主要集中于PPARγ与HSC的激活之间的关系上。
    视黄醛A(retinoid A, RA)是维生素A的代谢产物，而RAR和RXR是RA的核受体，RXR又可以与包括PPAR在内的类固醇/甲状腺激素受体家族组成异二聚体，而且RXR是有配体依赖性的，因此PPAR的活化能限制转录因子的活化[7]；而Ohata等[7]的研究表明，胆切除肝纤维化中分离的激活的HSC中，RA、RAR以及RXR的表达都有所下降。另外，RAR和RXR可以拮抗转化生长因子β1（TGFβ1）和金属蛋白酶的AP-1启动子活性，而越来越多的证据表明TGFβ1在肝纤维化中起着极为重要的作用。
    Miyahara等[8]通过实验来研究PPARγ的表达在激活的HSC中是否能够被抑制。他们发现，在静止期的HSC中，PPARγ得到了表达；而在激活的HSC中，PPARγ以及PPRE的表达明显降低。进一步用PPARγ的配体（15dPGJ2和BRL4953）来处理培养的活化的HSC，可以逆转HSC的活化。PPARγ的配体能够抑制I型胶原酶启动子的活性、mRNA的表达以及胶原的产量，而15dPGJ2的抑制作用可以被PPARγ的拮抗剂阻断，进一步证明了PPARγ的参与作用。结果表明PPARγ在HSC激活的分子调控和肝纤维化过程中所起的关键作用。
    根据PPARγ的配体（15dPGJ2和BRL4953）对单核细胞和巨噬细胞AP-1和STAT活性的研究来推测，PPARγ的配体很可能是通过PPARγ介导的对控制胶原基因启动子的转录因子的拮抗发生作用的。与此同时，受PPARγ与RXR组成的异二聚体在脂肪细胞分化中所起的关键作用以及HSC作为贮脂细胞的启发，Galli等[9]猜测PPARγ可能在HSC的转分化以及在调节促细胞分裂剂介导的激活的HSC的增生反应中起着参与作用。他们用血小板衍生生长因子（PDGF）来促进HSC的增生以及用PPARγ的配体来检测其抑制作用，结果发现，自然或合成的PPARγ配体能抑制PDGF引导的活化HSC中DNA的合成以及控制PDGF诱导的HSC的增生；通过将PPAR质粒转染入HSC所得到的增加的胞内PPAR蛋白也能下调PDGF诱导的HSC的增生；PPAR的活化抑制了HSC中α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）的表达。他们认为，RXR/PPAR信号转导途径可能是阻断活化的HSC增生的一种方法，PDGF能够反向调节激活HSC中PPAR的转录调控作用。
    随后，Galli等[10]使用了两种PPARγ配体（PZD和RZD），分别从体内和体外两个方面检测了PPARγ配体对HSC激活的作用，发现由配体激活的PPARγ能通过诱导TGFβ1的产生来抑制胶原和纤维原的合成，从而来抑制HSC的激活。
    一些PPARγ的激活剂和拮抗剂作为核受体的配体能够提高或抑制转录活性，PPARγ的激活剂（15dPGJ2）能够阻断许多活化的HSC的表型，如PDGF增生、DNA合成、趋化性以及α-SMA、胶原蛋白和单核细胞趋化蛋白1的表达。这一现象在将HSC置于不同PPARγ激活剂中得到了重复，而在将其置于不同PPARγ拮抗剂中则消失了[11]。

zasxz

4. 存在的问题：(1)HSC、脂肪细胞和PPAR：Miyahara等[8]的研究的另一个结果揭示了TNFα抑制HSC中PPARγ表达的潜在作用，而这种作用在3T3-L1脂肪细胞中已经得到证实，这说明HSC和脂肪细胞应该具有一些相似的特性。曾有研究发现，激活的HSC可以诱导leptin的表达，而leptin是脂肪组织所特异表达的。所以，Miyahara等[8]猜测，HSC可能和脂肪细胞具有相同的特性，但是他并没有找到证据，因为静止期的HSC并不表达PPARγ2，而PPARγ2正是脂肪细胞所特异表达的。(2)PPAR配体浓度对PPAR作用的影响：当受体浓度很低的时候，配体的存在能够刺激体外条件下PPAR和RXR的异二聚体化；而在RXR或PPAR 高水平的条件下，配体对它们没有多大影响。这些都说明PPAR 配体对PPARγ作用的影响是非常复杂的。Galli等[10]的研究中，在表达少量PPARγ蛋白的激活的HSC中，配体能诱导PPAR/RXR复合体的形成以及激活导致HSC生长减慢的转录机制。(3)PPARγ配体的副作用：Memon等[12]在使用TZD处理肥胖小鼠的过程中，发现TZD能够引起包括脂质代谢的肝炎相关基因的表达的上调，包括长链脂肪酸相连蛋白ap2和脂肪酸转运蛋白 FAT/CD36。然而，TZD处理的肝特异性和PPARγ相关基因的活化的下游生物学反应都知之甚少。
    Bedoucha等[13]选用了ob/ob小鼠模型以及另外一种广泛应用的肥胖小鼠模型KKA小鼠作为实验对象，分别测定它们的PPARγ1和PPARγ2的mRNA的表达水平以及用TZD处理后的表达水平，结果发现，在KKA小鼠中，长时间TZD的处理引起了严重的肝脂肪变性，而ob/ob小鼠却没有。
    5. 总结及展望：PPARγ及其配体在抑制HSC、通过引起肝癌细胞的凋亡来抑制肝癌细胞的生长以及PPARα在促进HBV前RNA基因组的转录和病毒DNA的合成等方面起着非常重要的作用。这为我们治疗肝纤维化、肝癌以及慢性乙型肝炎提供了新的思路。

MP4

罗格列酮?