[摘要] 酒精性脂肪肝（AFLD）是长期饮酒导致的肝脏疾病，长期的酒精摄入导致肝脏脂肪合成代谢增加和脂解作用减少，肝脏脂肪沉积增加，进而发生脂肪性肝炎、肝纤维化和肝硬化，其相关的病理机制尚未明确。聚腺苷二磷酸核糖聚合酶（PARP）是细胞内重要的DNA修复酶，主要参与细胞的基因转录、DNA修复、基因组的稳定和细胞的凋亡、坏死。PARP是细胞内烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）的消耗酶，PARP的活性改变对细胞内NAD+水平的调控发挥重要作用。长期的酒精摄入导致PARP蛋白活化，在AFLD的发生、发展中发挥重要作用。PARP蛋白的基因缺失或活性抑制，对改善长期饮酒导致的肝脏脂肪沉积、炎性反应、氧化应激和肝细胞的凋亡、坏死发挥重要作用，本文对PARP蛋白在AFLD中的研究进展进行综述。
[关键词] 酒精性脂肪肝；聚腺苷二磷酸核糖聚合酶；烟酰胺腺嘌呤二核苷酸；肝脂肪沉积
[中图分类号] R575.5 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2017）08（a）-0051-04
[Abstract] Alcoholic fatty liver disease （AFLD） caused by chronic drinking which is one of liver disease. Chronic alcohol consumption increased hepatic fat anabolism and decreased lipolysis which caused hepatic fat accumulation. Moreover， chronic alcohol exposure induced steatohepatitis， hepatic fibrosis and cirrhosis. But the pathological mechanism is not yet clear. Poly （ADP-ribose） polymerase （PARP） is a intracellular DNA repairase which participated in intracellular gene transcription， DNA repair， genome stability and cell apoptosis and necrosis. PARP is a consumer of intracellular nicotinamide adenine dinucleotide （NAD+）. The activation of PARP regulated the intracellular NAD+ level. Chronic alcohol consumption induced PARP activity which play an important role in the development of alcohol fatty liver disease. The inhibition of PARP or gene deletion of PARP in mice attenuated hepatic fat accumulation， inflammatory， oxidative stress and hepatic apotosis and necrosis by chronic alcohol exposure. This review focus on the advanced research of PARP in alcoholic fatty liver disease.
[Key words] Alcoholic fatty liver disease； Poly （ADP-ribose） polymerase； Nicotinamide adenine dinucleotide； Hepatic fatty accumulation
隨着人们生活质量的提高，饮酒成为人们交际中不可缺少的一部分，同时与酒精相关的健康问题不断出现，酒精成为肝脏疾病的一个重要病因，酒精性肝病（ALD）就是其中的一种，ALD已经成为全世界一个重要的问题。在美国，ALD已经发展为疾病和死亡的一个主要原因，酒精性脂肪肝（AFLD）是长期饮酒导致的肝脏疾病，其相关的病理机制尚未明确[1]。聚腺苷酸二磷酸核糖聚合酶（PARP）在癌症和代谢相关疾病中发挥重要作用，本文对近几年来PARP蛋白在AFLD中的研究进展进行综述，并对未来的研究做一定的展望。
1 AFLD
AFLD是全世界范围内最常见的肝病类型之一，主要以三酰甘油（TG）的堆积为主要特征，长期的酒精摄入诱发肝脏发生氧化应激，肝脏脂肪合成代谢增加和脂解作用减少，肝脏脂肪沉积增加，进而发生脂肪性肝炎、肝纤维化和肝硬化[2]。80%的酒精通过肝脏乙醇脱氢酶（ADH）和乙醛脱氢酶（ALDH）分解，长时间的酒精摄入导致炎症因子分泌增多、免疫应答、氧化应激、脂肪过氧化和乙醛毒性增加，这些因子导致肝脏的损伤和肝细胞的凋亡、坏死和纤维化形成[3]。AFLD与长期饮酒有关，它可以导致肝脏脂肪的沉积，肝脏脂肪合成代谢增强，同时酒精抑制肝细胞内脂肪酸的β氧化，长期的饮酒可以导致肝脏损伤、肝脏脂肪变性，如果得不到一定的保护和治疗，可以发展成肝炎，肝纤维化和肝硬化，甚至是肝癌，最终肝功能衰竭导致死亡[4]。
2 AFLD的发病机制
AFLD的相关分子机制尚未明确，了解其发病机制对促进有效的药物研究或临床治疗有很大的帮助。目前作为AFLD发病机制的经典的学说，主要以“二次打击”学说为主流。首次打击是指脂肪在肝细胞内代谢紊乱，导致肝细胞内脂肪堆积；第二次打击为肝细胞内氧化应激和脂质过氧化对细胞的损伤。在第一次打击的基础上，酒精损伤肝细胞内的线粒体功能损伤，导致大量活性氧排出线粒体外，诱发肝细胞内的炎症反应，促进氧化应激的发生[3]。氧化应激是AFLD重要的发病机制，在AFLD的发生发展中发挥着重要的作用，长期的酒精摄入，导致微粒体内的细胞色素P450活化，产生大量的乙醛、活性氧自由基（ROS）和活性氮自由基（RNS）。氧化程度过高，同时肝细胞对氧化物的清除发生障碍，氧化系统和抗氧化系统代谢失调，增加肝细胞损伤。细胞内过多的氧化自由基，可以与多不饱和脂肪酸结合，促进脂质过氧化，导致肝脏坏死、肝功能失调[5-6]。研究发现，细胞因子在AFLD的发病机制中也发挥着重要的作用，长期酒精摄入导致细胞因子的代谢紊乱，增加中性粒细胞在肝脏组织的浸润，促进炎症因子脂多糖（LPS）、肿瘤坏死因子（TNF）和白细胞介素（IL）的释放，加剧肝脏炎症的发生、发展。同时，肝脏也反应性地增加相关的保护因子脂联素、IL-6和IL-10的表达[7-8]。同样，长期的酒精摄入可以影响相关的信号分子的活性，例如：AMP活化激酶（AMPK）、固醇调节元件结合蛋白1（SREBP-1）、过氧化物酶体增生物激活受体γ共激活因子1α（PGC-1α）、瘦素（adiponectin）和核转录因子-κB（NF-κB）等，这些信号分子在AFLD的病理发展过程中也发挥重要的作用[3-4，9-11]。
3 肝脏TG的代谢
TG是人体内含量最多的脂类，也是机体储存能量及氧化供能的重要形式。细胞内的糖代谢为TG的合成提供甘油和脂肪酸，TG主要在肝脏、脂肪和小肠合成，以肝脏合成能力最强，在脂肪组织中贮存，肝细胞不能储存脂肪。TG通过与胆固醇、载脂蛋白等合成极低密度脂蛋白（VLDL），通过与VLDL受体结合转运出肝脏，入血后转运到肝外组织利用和进入脂肪组织贮存[12-13]。脂肪动员是TG的主要分解代谢形式，脂肪组织内，TG分解成甘油和脂肪酸，通过血液转运到肝外组织进行氧化分解，为机体提供能量。脂肪酸在氧气充足的情况下，进入线粒体进行β氧化，释放出大量能量为机体供能，同时脂肪酸分解代谢的过程中也产生一定量的酮体供机体使用[14-15]。
4 聚腺苷酸二磷酸核糖聚合酶
PARP定位与真核细胞细胞核内，PARP蛋白家族含有17个成员，PARP蛋白主要参与细胞的基因转录、DNA修复、基因组的稳定和细胞的凋亡、坏死[16]。PARP蛋白含有四个不同的结构域：DNA结合区、凋亡蛋白酶切割区，自我修饰区和酶的催化区。PARP是细胞DNA损伤的一个探测器，当细胞受到外界的物理、化学、辐射等因素刺激，导致的DNA单链断裂（SSB）并被PARP蛋白监测到，PARP蛋白活化，绑定到DNA的断端，催化合成聚腺苷二磷酸核糖链（PAR），并募集DNA连接酶、DNA聚合酶和相关支架蛋白对断裂的DNA进行修复，这些酶包括DNA连接酶Ⅲ（LigⅢ）、DNA聚合酶β（polβ）及相关的DNA修复蛋白等。在DNA修复结束后PAR被聚腺苷二磷酸核糖水解酶（PARG）水解[17]。PARP蛋白又是能被细胞内的半胱天蛋白酶（caspase）切割，细胞内主要被caspase3切割，使PARP蛋白失去酶活力，加速细胞的不稳定细促进细胞凋亡，被认为是细胞凋亡的一个重要指标，也是caspase 3激活的指标。同时，PARP蛋白对下游蛋白进行聚ADP核糖化修饰（蛋白转录后修饰方式之一），改变下游蛋白的结构，调控相关蛋白的活性和功能。
5 PARP蛋白与机体能量代谢
代谢性疾病是指因机体能量代谢紊乱导致的疾病，包括代谢障碍和代谢旺盛等，主要含有：糖尿病、糖尿病酮症酸中毒、痛风、肥胖、动脉粥样硬化和脂肪肝等。研究发现，PARP蛋白通过调节转录因子和蛋白的PAR修饰，参与食物诱导的肥胖和能量代谢[18]。PARP蛋白作为细胞内NAD+的消耗酶（sirtuins，PARP和CD38），能够利用细胞内的NAD+合成PAR，对细胞内的DNA损伤进行修复[19]。PARP蛋白以三种形式存在于细胞内：失活、活化和多度活化，当PARP蛋白处于失活状态时，细胞会发生凋亡；当PARP蛋白活化时，PARP蛋白利用NAD+合成PAR对细胞内DNA进行修复，促进细胞存活；当PARP蛋白过度活化时，细胞内NAD+消耗过多，ATP合成减少，导致细胞不可逆性地坏死[20]。研究发现，高脂诱导的肥胖或脂肪肝动物模型中，肝脏内的PARP蛋白过度活化，NAD+消耗增加，线粒体功能紊乱，细胞内ATP合成减少，最终导致肥胖或肝脏脂肪堆积。在利用PARP蛋白的活性抑制剂或者通过基因敲除的方法，抑制PARP蛋白的活性或减少细胞内PARP蛋白的含量时，能够减少高脂饮食导致肝脏内NAD+的消耗，减少脂肪合成，促进脂肪代谢分解，改善由高脂饮食导致的肥胖和脂肪肝[21-22]。
6 PARP蛋白在AFLD中的作用机制
相关研究发现，长期的饮酒可以导致肝脏损伤和肝脏脂肪变性，肝细胞受到酒精的刺激，可发生氧化应激、DNA损伤、凋亡和坏死，PARP蛋白在这些细胞病变过程中发挥重要的作用[22]。长期的酒精摄入可以活化PARP蛋白，作为一个NAD+的消耗酶，利用NAD+合成大量的PAR，PARP蛋白的活化加快了肝细胞内的NAD+消耗，NAD+的过度消耗将会影响到线粒体的葡萄糖氧化、β氧化、细胞的氧化呼吸和ATP的合成等细胞生物学功能[23-24]。
长期饮酒导致的肝细胞线粒体功能紊乱、氧化应激、炎症和脂肪代谢障碍，与肝细胞内的NAD+含量和sirtuin1的活性有关，PARP蛋白与sirtuin1蛋白在调节代谢的过程中发挥重要作用。研究发现PARP蛋白的基因敲除或者药物抑制PARP蛋白的活性后，增加肝细胞内的NAD+水平，促进sirtuin1的活化。通过抑制Kupffer细胞的活化，减少肝脏TG的沉积，恢复肝细胞内的脂肪代谢能力和减少炎症、氧化应激的发生，改善长期饮酒导致的肝脏脂肪沉积和炎性反应[25]。
相关研究发现，长期的酒精摄入产生大量的氧化自由基，在肝脏损伤和酒精性肝病的发病机理中发挥重要的作用，长期饮酒导致氧化应激的产生，发生DNA损伤，凋亡相关蛋白Bax、caspase和PARP蛋白的活化，抗凋亡蛋白Bcl-2和Bcl-xL等失活，增加肝细胞的凋亡和死亡。通过使用相关化合物（薯蓣素、老鹳草素、鹅膏蕈碱和蜂毒等）抑制caspase和PARP蛋白的活性后，明显的改善了长期饮酒导致的肝细胞凋亡和坏死。PARP蛋白活化，进而发生肝细胞凋亡和坏死[26-28]。长期的酒精摄入增加肝脏Kupffer细胞的活化，促进相关炎症因子TNF-α、IL-6的表达和PARP蛋白的活化，发生肝细胞内脂肪代谢紊乱和细胞凋亡、坏死。PARP蛋白的抑制或基因敲除后，减少肝脏Kupffer细胞的活化，减少氧化应激和炎症因子产生，恢复线粒体功能，长期饮酒导致的肝脏损伤的肝脏脂肪变性、凋亡、炎症和中性粒细胞的侵润[29]。
7 展望
PARP蛋白作为细胞内DNA修复的关键酶，在细胞的能量代谢、氧化应激、凋亡和坏死中发挥重要的作用，长期的酒精摄入导致肝脏损伤和肝脏脂肪沉积，PARP蛋白活化，消耗肝细胞内的NAD+，抑制肝脏脂肪氧化，促進肝脏脂肪沉积。通过使用PARP蛋白抑制剂或者基因敲出PARP，改善长期饮酒导致的肝脏脂肪沉积，减少肝脏氧化应激和炎症的发生，对未来的AFLD临床治疗提供重要的理论依据，但其相关的分子机制尚未明确，仍需进一步研究。
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（收稿日期：2017-05-04 本文編辑：苏 畅）