Ghrelin与肝脏疾病关系的研究进展

薛 倩，王晶桐，刘玉兰

北京大学人民医院消化内科，北京 100044

Ghrelin自1999年发现以来，一直深受研究者的重视，大量研究发现Ghrelin与多种疾病相关，如厌食、胃轻瘫、心力衰竭、慢性阻塞性肺疾病[1-3]，并发现对心脏、肝脏、胃肠道、胰腺等多种器官和细胞有保护作用[4-6]。肝脏作为全身最大的脏器，可以灭活多种体内胃肠激素，是某些胃肠激素分解代谢的重要场所，同时部分胃肠激素也可作用于肝脏，影响肝脏疾病的进展。Ghrelin作为一种新发现的胃肠激素，与肝脏疾病的关系备受关注。

1 Ghrelin的概述

1.1 结构及受体 1999年，Kojima等[7]首次发现一种包含28个氨基酸的脑肠肽，为生长激素促分泌素受体(growth hormone secretagogue receptor，GHSR)的内源性配体，命名为Ghrelin，N端第3位丝氨酸残基的N辛酞化是其生物活性的必要修饰。人体内Ghrelin主要由胃底部X/A样细胞分泌，其编码基因位于第3号染色体(3p25-26)。

Ghrelin及其受体主要分布在胃肠道和中枢神经系统，包括下丘脑、脑垂体、海马体、心脏、胃肠道、胰腺、肾脏等，其中以胃组织中含量最高。Ghrelin的受体(GHSR)是一种典型的G-蛋白偶连受体，含有7个跨膜区域，除分布在中枢神经系统和胃肠道外，肾及生长激素瘤等神经内分泌肿瘤内也有GHSR的表达。GHSR有2个亚型，为GHSR1a和GHSR1b，功能性受体GHSR1a在下丘脑、海马结构和垂体有丰富表达，其他脑区如杏仁核、大脑皮质、背侧丘脑等也有表达。GHSR1b则由可变剪切引起GHSR1a羟基端缩减产生，无生物学活性[8]。

1.2 生理作用 Ghrelin作为一种胃肠激素，有多种生物学功能，在中枢及外周系统如消化系统、内分泌系统和免疫系统，Ghrelin通过其经典途径GHSR发挥多种生物学作用。目前认为，Ghrelin家族成员主要包括辛酰化Ghrelin和去辛酰化Ghrelin(DAG)、肥胖抑制素(Obestatin)、胃动素(Motilin)、Ghrelin-O-酰基转移酶(Ghrelin-O-acyltransferase，GOAT)及 GHSR。

人体内Ghrelin主要以辛酰化和去辛酰化两种形式存在，其中，辛酰化Ghrelin发挥主要生理功能，包括提高食欲、促进胃酸分泌及胃运动，去辛酰化Ghrelin可发挥拮抗作用，降低胃窦部的快速运动及食欲。在动物实验中，肥胖抑制素可拮抗Ghrelin的食欲促进作用及下调进食后胃窦、十二指肠的运动活性[9]。胃动素与Ghrelin相似，具有刺激胃酸分泌和胃蠕动作用，可加快胃排空。Ghrelin生理功能概括如下(见表1):(1)促进生长激素释放:Ghrelin可结合于垂体生长激素细胞表面的GHSR，发挥潜在的生长激素释放促进因子的作用[10];(2)促进进食:Ghrelin增加摄食行为，刺激食欲，促进进食[11];(3)促进胃酸分泌及胃肠道运动:Ghrelin可通过迷走神经介导促进胃酸的分泌，激活移行性运动复合波(migrating motor complex，MMC)调节胃肠运动[12];(4)维持体质量:对于神经性厌食症、恶病质状态及肥胖患者，其血浆中Ghrelin水平与体质量呈负相关[13];(5)调节血糖:Ghrelin可影响肝脏糖代谢及胰岛素水平，进而调节外周血糖稳态[14]。(6)抗炎作用:Ghrelin通过抑制促炎因子产生发挥抗炎作用[15];(7)肝脏保护作用:Ghrelin在大鼠中发现有肝脏保护作用，可依靠胰岛素生长因子(insulin-like growth factor 1，IGF1)、肿瘤坏死因子(tumour necrosis factor α，TNF-α)、一氧化氮等降低氧化应激及炎症反应[16];(8)心血管调节功能:Ghrelin具有降低平均动脉压、增加心输出量、抗心肌细胞凋亡、改善心肌缺血、减慢心肌重构、改善血管内皮功能等作用[17]。

表1 Ghrelin的主要生理功能Tab1 Physiological actions of Ghrelin

2 Ghrelin与肝脏疾病

2.1 Ghrelin与非酒精性脂肪肝 非酒精性脂肪肝(nonalcoholic fatty liver disease，NAFLD)是一种与胰岛素抵抗(insulin resistance，IR)和遗传易感密切相关的代谢应激性肝脏损伤，以弥漫性肝细胞大泡性脂肪变性为病理特征的临床综合征。非酒精性脂肪性肝炎(nonalcoholic steatohepatitis，NASH)是 NAFLD 进展的重要中间阶段。其发病机制存在多种假设，目前认为Day等[18]提出的“二次打击(two-hit theory)”学说占主导地位。该假说提出:IR引起肝脏中脂质堆积，形成NAFLD的第一次打击。在此基础上，氧化应激与脂质过氧化损伤则可能是 NAFLD进一步发生、发展的重要“二次打击”因素。目前研究发现，血清Ghrelin在NAFLD的疾病进展中发挥作用。

Li等[19]发现，在高脂饮食诱导的大鼠NAFLD模型中可见明显的组织学改变，包括坏死、炎性灶、肝脂质代谢异常调节、氧化应激增强、促炎因子及凋亡细胞上调等。在诱导中同时给予Ghrelin或确诊NAFLD后给予Ghrelin的大鼠模型中均发现Ghrelin对肝脏损伤的改善作用，推测Ghrelin在NASH患者中可能通过改善炎症反应、降低氧化应激及细胞凋亡产生保护作用。在四氯化碳诱导的急性肝损伤动物模型中也发现，Ghrelin可通过降低氧化应激和炎症程度来保护肝细胞[20]，Ghrelin在其他器官中降低氧化应激作用也有报道[5-6]。因此，Ghrelin在NAFLD中具有潜在的肝脏保护作用，在未来的研究和发展中Ghrelin可能会用于临床NAFLD患者治疗。其可能机制为:(1)Ghrelin可能激活在NAFLD中被阻止的LKB1/AMPK和PI3K/Akt通路，恢复脂质代谢平衡，减轻IR，削弱氧化应激、炎症反应、凋亡等“二次打击”，认为上述通路的激活可能是Ghrelin作用的主要途径;(2)Ghrelin通过降低活性氧簇 (reactive oxygen species，ROS)、丙二醛(methane dicarboxylic aldehyde，MDA)、异前列腺素(8-isoprostane)等产物，减轻肝脏氧化应激作用;(3)Ghrelin可降低促炎因子TNF-α、IL-6水平，减弱肝脏的炎症反应，发挥抗炎作用;(4)Ghrelin通过调节细胞凋亡的关键效应器Caspase-3，降低肝细胞凋亡率。

Ghrelin家族其他成员也参与NAFLD的发病机制。最新研究报道认为Ghrelin-GOAT系统在NAFLD纤维化的发生和进展中起至关重要作用。Ghrelin-GOAT可能导致 IR、脂肪代谢紊乱及炎症而促使NAFLD 发生、发展[21]。Estep 等[22]对 Ghrelin 家族中的Ghrelin、DAG和肥胖抑制素研究发现，DAG水平在NASH患者中较非NASH组升高2倍，DAG、肥胖抑制素与NASH患者肝脏纤维化程度呈正相关，推测Ghrelin家族参与的代谢与炎症通路可能与NASH进展和纤维化相关。

2.2 Ghrelin与肝硬化 长期营养不良在肝硬化及肝衰竭患者中广泛存在，高达80%，可增加死亡相关并发症风险及致死率，其中厌食是导致营养不良的主要原因。大量研究显示，Ghrelin在摄食及维持体质量发挥重要作用。Elbadri等[23]发现，血浆Ghrelin水平与BMI、上 臂 肌 肉 周 长 (arm muscular circumference，AMC)、肱三头肌皮褶厚度(triceps skinfold thickness，TSF)显著相关，提示血浆Ghrelin水平可作为肝硬化患者营养状况的监测指标，研究认为，Ghrelin通过活化下丘脑核群、上调神经肽(neuropeptide Y，NPY)和刺鼠色蛋白相关蛋白(agouti-related protein，AGRP)来增加脂肪沉积和食物摄取，而低水平Ghrelin可引起食欲降低、进食减少，可能与肝硬化患者营养不良相关[24]。同时，在慢性肝病的儿童患者中发现血清Ghrelin水平较正常人群升高，推测高Ghrelin血症可能作为克服慢性肝病患者营养不良的代偿机制，可以作为儿童慢性肝病患者早期检测和评估营养不良水平的参数[25]。

Ghrelin水平在肝硬化患者中升高、降低及正常均有报道[26-27]，仍存在争议。研究发现，肝硬化引起的肝衰竭患者血清Ghrelin水平较正常人群下降，在肝移植后逐渐恢复正常[28]，提示Ghrelin水平降低可能促进肝硬化进展。研究认为，低水平的Ghrelin可抑制食欲，减少摄食行为，进而加重肝硬化患者营养代谢异常，加快肝硬化进展。在儿童及青少年肝硬化患者中，也有类似发现，Ghrelin与肝硬化程度呈负相关(按Child分级)，肝功能水平越差，Ghrelin水平越低，提示Ghrelin水平变化可作为评价肝硬化炎症活动进展的指标[29]。Goodyear等[30]研究发现，正常的胃 Ghrelin分泌的调节机制在酒精性肝硬化患者中仍然存在，而患者血清Ghrelin水平较正常人群升高7倍以上，同时肝硬化患者多伴有食欲减退，提示酒精性肝硬化患者对Ghrelin促食欲作用低应答，其中酒精是否也参与调节尚需进一步研究。El-Shehaby等[31]在60例肝硬化患者中也发现，血浆Ghrelin水平较正常对照组明显升高，Child分级C级的患者较B级、A级患者升高更为显著，并与瘦素水平呈负相关，认为肝硬化患者营养代谢依赖血清Ghrelin和瘦素水平变化。Ghrelin水平在肝硬化患者研究结果的差异可能与研究对象营养状况、肝脏炎症活动、肝硬化病因构成比不同相关，有待进一步探索。

2.3 Ghrelin与慢性病毒性肝炎 慢性病毒性肝炎主要包括乙型与丙型病毒性肝炎，在全球范围内广泛流行，可引起肝功能慢性损伤，终末期可发展为肝硬化及肝癌。研究发现，血清Ghrelin水平在慢性丙型病毒性肝炎(chronic hepatitis C，CHC)患者中明显下降，认为丙型肝炎病毒(hepatitis C virus，HCV)感染是导致血清Ghrelin水平下降的独立因素[32]。尽管HCV相关的Ghrelin水平下降机制明确，但已知血清瘦素水平在HCV感染中升高，推测瘦素可能是潜在的Ghrelin分泌拮抗剂，HCV感染时可能通过上调瘦素水平抑制Ghrelin的分泌。

Pavlidis等[33]研究显示，感染基因型-1 HCV 的CHC患者中，持续病毒学应答(sustained virological response，SVR)与低水平的脂肪变性、轻度纤维化及无IR呈正相关。在未获得SVR的CHC患者血清瘦素浓度显著升高，脂肪变性程度显著恶化，而获得SVR的CHC患者血清Ghrelin浓度显著升高。在基因型-3 HCV感染的CHC患者，SVR只与纤维化分期相关，而与脂肪变性程度或瘦素浓度无关。获得SVR的基因型-3 HCV感染患者经过治疗后Ghrelin水平显著下降。两种基因型中度和重度脂肪变性患者Ghrelin基线水平反应性升高。因此，研究者认为，可以通过血清瘦素及Ghrelin水平协助判断疾病预后。目前认为，治疗前血清瘦素升高预示非SVR可能，尤其是在基因型-1 HCV感染的CHC患者，而Ghrelin水平升高则预示SVR可能。在急性病毒性肝炎儿童患者中也发现Ghrelin水平升高，并与肝脏病变程度呈指数相关[34]。

Moreno等[20]报道，在慢性肝病的患者中，血清Ghrelin水平在晚期肝纤维化中下降，Ghrelin基因在肝脏表达与纤维化基因的表达相关，在慢性丙型肝炎患者中，Ghrelin基因的多态性(－994CT和－604GA)影响肝纤维化的进展，在胆管结扎诱导的慢性肝损伤模型中，应用重组Ghrelin可减弱肝细胞损伤和成肌纤维细胞积累，降低肝纤维化反应。目前认为，Ghrelin可通过减弱基因表达谱的改变，降低肝星状细胞活性，减弱肝纤维化反应。Ghrelin抗纤维化的机制可能为:(1)Ghrelin通过降低坏死性炎症损伤和血清转氨酶水平来保护肝细胞;(2)氧化应激是肝脏损伤的主要修复反应，Ghrelin可以降低肝脏氧化应激;(3)Ghrelin可减少活化的造血干细胞(HSCs)在肝脏中的积累，直接减少胶原蛋白的合成。因此，Ghrelin在肝脏中的抗纤维化作用可能作为一种新的抗纤维化治疗方案。

总之，越来越多的研究发现Ghrelin水平与肝脏疾病有关，Ghrelin可能通过改善炎症反应、降低氧化应激及细胞凋亡、抗纤维化等多种途径发挥肝脏保护作用。未来Ghrelin药物在肝脏疾病治疗中的应用可能占有一席之地。

[1]Camacho S，Michlig S，de Senarclens-Bezencon C，et al.Anti-obesity and anti-hyperglycemic effects of cinnamaldehyde via altered ghrelin secretion and functional impact on food intake and gastric emptying[J].Sci Rep，2015，5:7919.

[2]Nagaya N，Itoh T，Murakami S，et al.Treatment of cachexia with ghrelin in patients with COPD[J].Chest，2005，128(3):1187-1193.

[3]Shin A，Wo JM.Therapeutic applications of ghrelin agonists in the treatment of gastroparesis[J].Curr Gastroenterol Rep，2015，17(2):430.

[4]Gonzalez-Rey E，Chorny A，Delgado M.Therapeutic action of ghrelin in a mouse model of colitis[J].Gastroenterology，2006，130(6):1707-1720.

[5]Granata R，Settanni F，Trovato L，et al.Unacylated as well as acylated ghrelin promotes cell survival and inhibit apoptosis in HIT-T15 pancreatic beta-cells[J].J Endocrinol Invest，2006，29(9):C19-C22.

[6]Li L，Zhang LK，Pang YZ，et al.Cardioprotective effects of ghrelin and des-octanoyl ghrelin on myocardial injury induced by isoproterenol in rats[J].Acta Pharmacol Sin，2006，27(5):527-535.

[7]Kojima M，Hosoda H，Kangawa K.Clinical endocrinology and metabolism.Ghrelin，a novel growth-hormone-releasing and appetite-stimula-ting peptide from stomach[J].Best Pract Res Clin Endocrinol Metab，2004，18(4):517-530.

[8]Howard AD，Feighner SD，Cully DF，et al.A receptor in pituitary and hypothalamus that functions in growth hormone release[J].Science，1996，273(5277):974-977.

[9]Zhang JV，Ren PG，Avsian-Kretchmer O，et al.Obestatin，a peptide encoded by the ghrelin gene，opposes ghrelin’s effects on food intake[J].Science，2005，310(5750):996-999.

[10]Arvat E，Di Vito L，Broglio F，et al.Preliminary evidence that Ghrelin，the natural GH secretagogue(GHS)-receptor ligand，strongly stimulates GH secretion in humans[J].J Endocrinol Invest，2000，23(8):493-495.

[11]Qi Y，Inoue K，Fu M，et al.Chronic overproduction of ghrelin in the hypothalamus leads to temporal increase in food intake and body weight[J].Neuropeptides，2015，50:23-28.

[12]Fujino K，Inui A，Asakawa A，et al.Ghrelin induces fasted motor activity of the gastrointestinal tract in conscious fed rats[J].J Physiol，2003，550(Pt 1):227-240.

[13]Monteleone P，Serritella C，Martiadis V，et al.Plasma obestatin，ghrelin，and ghrelin/obestatin ratio are increased in underweight patients with anorexia nervosa but not in symptomatic patients with bulimia nervosa[J].J Clin Endocrinol Metab，2008，93(11):4418-4421.

[14]Stark R，Reichenbach A，Lockie SH，et al.Acyl ghrelin acts in the brain to control liver function and peripheral glucose homeostasis in male mice[J].Endocrinology，2015，156(3):858-868.

[15]Dixit VD，Schaffer EM，Pyle RS，et al.Ghrelin inhibits leptin-and activation-induced proinflammatory cytokine expression by human monocytes and T cells[J].J Clin Invest，2004，114(1):57-66.

[16]Granado M，Martín AI，López-Menduiña M，et al.GH-releasing peptide-2 administration prevents liver inflammatory response in endotoxemia[J].Am J Physiol Endocrinol Metab，2008，294(1):E131-E141.

[17]Nagaya N，Kojima M，Uematsu M，et al.Hemodynamic and hormonal effects of human ghrelin in healthy volunteers[J].Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol，2001，280(5):R1483-R1487.

[18]Day CP，James OF.Steatohepatitis:a tale of two“hits”?[J].Gastroenterology，1998，114(4):842-845.

[19]Li Y，Hai J，Li L，et al.Administration of ghrelin improves inflammation，oxidative stress，and apoptosis during and after non-alcoholic fatty liver disease development[J].Endocrine，2013，43(2):376-386.

[20]Moreno M，Chaves JF，Sancho-Bru P，et al.Ghrelin attenuates hepatocellular injury and liver fibrogenesis in rodents and influences fibrosis progression in humans[J].Hepatology，2010，51(3):974-985.

[21]Zhang SR，Fan XM.Ghrelin-ghrelin-acyltransferase system in the pathogenesis of nonalcoholic fatty liver disease[J].World J Gastro-enterol，2015，21(11):3214-3222.

[22]Estep M，Abawi M，Jarrar M，et al.Association of obestatin，ghrelin，and inflammatory cytokines in obese patients with non-alcoholic fatty liver disease[J].Obes Surg，2011，21(11):1750-1757.

[23]Elbadri A，Esmat S，Abosaif N，et al.Study of serum ghrelin changes and its correlation with malnutrition in liver cirrhosis in Egypt[J].Clin Res Hepatol Gastroenterol，2011，35(10):638-643.

[24]Nakazato M，Murakami N，Date Y，et al.A role for ghrelin in the central regulation of feeding [J].Nature，2001，409(6817):194-198.

[25]Elkabbany ZA，Hamza RT，Mahmoud NH.Assessment of serum acylated ghrelin in children and adolescents with chronic liver diseases:relation to nutritional status [J].Scientific World Journal，2014，2014:560516.

[26]Kalaitzakis E，Bosaeus I，Ohman L，et al.Altered postprandial glucose，insulin，leptin，and ghrelin in liver cirrhosis:correlations with energy intake and resting energy expenditure [J].Am J Clin Nutr，2007，85(3):808-815.

[27]Ataseven H，Bahcecioglu IH，Kuzu N，et al.The levels of ghrelin，leptin，TNF-alpha，and IL-6 in liver cirrhosis and hepatocellular carcinoma due to HBV and HDV infection[J].Mediators Inflamm，2006，2006(4):78380.

[28]Diz-Lois MT，Garcia-Buela J，Suarez F，et al.Altered fasting and postprandial plasma ghrelin levels in patients with liver failure are normalized after liver transplantation [J].Eur J Endocrinol，2010，163(4):609-616.

[29]Dornelles CT，Goldani HA，Wilasco MI，et al.Ghrelin，leptin and insulin in cirrhotic children and adolescents:relationship with cirrhosis severity and nutritional status[J].Regul Pept，2013，180:26-32.

[30]Goodyear SJ，Mottershead M，Sung EZ，et al.Dysregulation of plasma ghrelin in alcoholic cirrhosis[J].Clin Endocrinol(Oxf)，2010，73(3):323-329.

[31]El-Shehaby AM，Obaia EM，Alwakil SS，et al.Total and acylated ghrelin in liver cirrhosis:correlation with clinical and nutritional status[J].Scand J Clin Lab Invest，2010，70(4):252-258.

[32]Kawaguchi T，Nagao Y，Sata M.Independent factors associated with altered plasma active ghrelin levels in HCV-infected patients[J].Liver Int，2013，33(10):1510-1516.

[33]Pavlidis C，Panoutsopoulos GI，Tiniakos D，et al.Serum leptin and ghrelin in chronic hepatitis C patients with steatosis[J].World J Gastroenterol，2011，17(46):5097-5104.

[34]Tóth G，Rauh M，Nyul Z，et al.Serum ghrelin，adipokine and insulin levels in children with acute hepatitis[J].Eur J Gastroenterol Hepatol，2009，21(7):739-743.