由于細(xì)胞內(nèi)外應(yīng)激因子的作用引起內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中出現(xiàn)錯(cuò)誤折疊，或未折疊蛋白在腔內(nèi)聚集以及Ca2+平衡紊亂的狀態(tài)稱為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激（ERS）。ERS的功能具有雙向調(diào)節(jié)作用，不同嚴(yán)重程度的ERS決定細(xì)胞的生存和死亡：早期或者輕度ERS誘導(dǎo)未折疊蛋白反應(yīng)（UPR），促進(jìn)蛋白的正確折疊，從而緩解ERS，發(fā)揮細(xì)胞保護(hù)作用；然而，長(zhǎng)期或者嚴(yán)重ERS會(huì)引發(fā)一種新的細(xì)胞內(nèi)源性凋亡途徑（ERS凋亡通路），誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。肝細(xì)胞中含有豐富的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，合成大量的分泌蛋白和膜蛋白，由于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的高分泌功能，使肝臟特別容易發(fā)生ERS，導(dǎo)致一系列肝損傷，研究證實(shí)ERS與多種肝臟疾病如病毒性肝炎、酒精性肝病、肝衰竭等密切相關(guān)。現(xiàn)就ERS及其在肝衰竭過程中的調(diào)控作用綜述如下。

1  內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激(ERS)

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是真核細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成的主要場(chǎng)所，承擔(dān)著細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)運(yùn)輸。細(xì)胞受到內(nèi)外因素的刺激時(shí)，會(huì)導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能的平衡狀態(tài)發(fā)生改變, 啟動(dòng)應(yīng)激機(jī)制，影響特定基因表達(dá)，協(xié)助細(xì)胞恢復(fù)穩(wěn)態(tài)。如果ERS持續(xù)存在，細(xì)胞將啟動(dòng)凋亡程序。ERS可以分為UPR、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)超負(fù)荷反應(yīng)、膽固醇調(diào)節(jié)級(jí)聯(lián)反應(yīng)3種，其中UPR反應(yīng)研究的較為深入。

ERS可通過1型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)跨膜蛋白激酶（IRE1）、雙鏈RNA依賴的蛋白激酶樣內(nèi)質(zhì)網(wǎng)激酶（PERK）和活化轉(zhuǎn)錄因子6（ATF6）誘導(dǎo)3種不同的信號(hào)途徑來介導(dǎo)UPR，改變細(xì)胞轉(zhuǎn)錄和翻譯程序而調(diào)節(jié)蛋白的合成、降解和分泌以緩解ERS。由于ERS常導(dǎo)致蛋白質(zhì)的錯(cuò)誤折疊，引起UPR，所以常用UPR通路上的標(biāo)志性分子研究ERS的發(fā)生，其中免疫球蛋白結(jié)合蛋白（BiP）和X盒結(jié)合蛋白1（XBP-1）表達(dá)上調(diào)常被用作ERS的標(biāo)志。細(xì)胞最終依據(jù)ERS的持續(xù)時(shí)間和強(qiáng)度激活不同信號(hào)分子，最終決定細(xì)胞是適應(yīng)還是凋亡。

2  肝衰竭的主要病理機(jī)制

肝衰竭是一類由多種病因引起肝臟功能障礙的嚴(yán)重肝臟疾病，病死率高。在我國(guó)引起肝衰竭的主要病因是肝炎病毒﹑藥物及多種疾病因素。肝衰竭的發(fā)病機(jī)制非常復(fù)雜，與宿主的免疫損傷、炎癥反應(yīng)等密切相關(guān)。2016年JoanClària提出“全身炎癥”假說，即肝衰竭是肝功能失代償患者全身炎癥反應(yīng)發(fā)生的急性惡化表現(xiàn)。目前多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，肝臟內(nèi)Toll樣受體4（TLR4）識(shí)別并結(jié)合脂多糖（LPS）引起炎癥級(jí)聯(lián)放大效應(yīng)，過度炎癥免疫性反應(yīng)導(dǎo)致大量肝細(xì)胞凋亡和壞死，最終引起肝衰竭的發(fā)生。

隨著對(duì)ERS研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)ERS通過UPR調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)和細(xì)胞凋亡信號(hào)通路，維護(hù)基礎(chǔ)條件下內(nèi)質(zhì)網(wǎng)動(dòng)態(tài)平衡和適應(yīng)外界刺激引起的平衡紊亂，當(dāng)ERS強(qiáng)度過大或持續(xù)時(shí)間過長(zhǎng)時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞功能受損引起疾病的發(fā)生。鑒于炎癥反應(yīng)和細(xì)胞凋亡是肝衰竭的重要發(fā)病機(jī)制，提示ERS在肝衰竭的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮著不可或缺的作用。

3  ERS與肝衰竭

3.1  ERS與肝衰竭炎癥反應(yīng)

炎癥是導(dǎo)致肝衰竭肝臟損傷的關(guān)鍵因素之一，研究炎癥免疫性反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和分子信號(hào)通路，是闡明肝衰竭發(fā)病機(jī)制的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問題。細(xì)胞暴露于內(nèi)源性損傷相關(guān)模式分子(DAMPs)會(huì)觸發(fā)炎癥反應(yīng)，肝臟Kupffer細(xì)胞識(shí)別這些DAMPs而激活，進(jìn)一步引起循環(huán)的單核細(xì)胞和嗜中性粒細(xì)胞在肝組織匯集，共同組成了肝臟天然免疫應(yīng)答。DAMPs激發(fā)之后，引起細(xì)胞因子和炎性小體合成基因的轉(zhuǎn)錄增加，表達(dá)形成炎性小體，后者使Caspase 1被活化，進(jìn)而剪切IL-1β前體，使之成為成熟的具有促炎活性的分泌形式，分泌型IL-1β再調(diào)控其他免疫細(xì)胞活化以放大免疫反應(yīng)。

ERS和UPR與人類多種疾病的炎癥反應(yīng)密切相關(guān)，在多種細(xì)胞模型中，ERS與炎癥反應(yīng)信號(hào)通路中的多個(gè)調(diào)節(jié)因子和效應(yīng)分子相重合，二者在引起細(xì)胞凋亡和細(xì)胞功能障礙方面具有相互作用。因此，ERS在肝臟炎癥和損傷的發(fā)生中發(fā)揮關(guān)鍵作用，ERS與肝衰竭中的幾種炎癥反應(yīng)途徑有關(guān)，其中包括NF-κB、C-Jun氨基末端激酶（JNK）、活性氧（ROS)、TNFα和TGFβ的激活，其中主要涉及JNK和NF-κB兩條炎癥信號(hào)通路：

（1）JNK是絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）家族的一員，通過轉(zhuǎn)錄活化下游轉(zhuǎn)錄因子，在應(yīng)激狀態(tài)下對(duì)細(xì)胞發(fā)揮調(diào)控作用。有研究表明，IRE1是一種含有細(xì)胞質(zhì)激酶的跨膜內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白，它將ERS與ERK磷酸化和ATF4活化聯(lián)系起來，通過激活JNK上調(diào)炎性細(xì)胞因子，參與了肝衰竭中炎癥的調(diào)節(jié)。

（2）IRE1、PERK及ATF6均可激活NF-κB信號(hào)通路，細(xì)胞應(yīng)激狀態(tài)時(shí)，NF-κB活化后可以調(diào)控炎癥細(xì)胞因子，參與炎癥反應(yīng)及細(xì)胞凋亡等多種生物進(jìn)程。

最近的研究發(fā)現(xiàn)在四氯化碳誘導(dǎo)的小鼠肝衰竭中，肝臟NF-κBp65易位和eIF2α磷酸化顯著增加，ERS抑制劑4-苯基丁酸（4-PBA）干預(yù)后可以明顯抑制小鼠肝損傷。在N-對(duì)乙酰氨基酚（APAP）誘導(dǎo)的藥物性肝衰竭中，APAP能夠誘導(dǎo)ERS促進(jìn)肝損傷和肝細(xì)胞死亡，ERS特異性凋亡基因CCAAT/增強(qiáng)子結(jié)合蛋白（CHOP）敲除小鼠進(jìn)行膽管結(jié)扎，肝臟炎癥反應(yīng)激活，4-苯基丁酸（4-PBA）抑制ERS后能夠顯著改善APAP誘導(dǎo)的小鼠肝損傷。在四氯化碳誘導(dǎo)的化學(xué)藥物性急性肝衰竭小鼠模型中，ATF4減少促進(jìn)急性肝損傷。在慢性乙型肝炎重癥化引發(fā)的慢加急性肝衰竭中，ERS誘導(dǎo)保護(hù)性的UPR反應(yīng)在慢性乙型肝炎中被激活，而在肝衰竭期間則失活，但是嚴(yán)重ERS誘導(dǎo)的相關(guān)凋亡蛋白隨著肝衰竭發(fā)生而逐漸高表達(dá)；動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，嚴(yán)重ERS在D-GalN/LPS誘導(dǎo)的急性肝衰竭動(dòng)物模型中被誘導(dǎo)，4-PBA抑制ERS可以顯著抑制炎癥反應(yīng)減輕急性肝衰竭肝損傷，細(xì)胞實(shí)驗(yàn)表明，ERS協(xié)同LPS激活TLR4，誘導(dǎo)促炎因子的大量產(chǎn)生。由此可見，嚴(yán)重ERS調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)參與了肝衰竭的發(fā)生和發(fā)展。

ERS誘導(dǎo)的UPR通過IRE-1、ATF-6、PERK介導(dǎo)與炎癥信號(hào)相關(guān)途徑而促進(jìn)炎癥反應(yīng)，以使鄰近細(xì)胞警惕并預(yù)防進(jìn)一步的組織損傷；但隨著疾病的進(jìn)展，非可控性的嚴(yán)重ERS則協(xié)同炎癥反應(yīng)，促進(jìn)大量促炎因子產(chǎn)生，這些機(jī)理包括：ROS產(chǎn)生、Ca2+釋放、NF-κB的激活、MAPK相關(guān)蛋白的激活等。ERS的雙向作用以及協(xié)同炎癥反應(yīng)等功能在疾病發(fā)生和發(fā)展過程中發(fā)揮著復(fù)雜而又關(guān)鍵的作用，ERS誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)的能力被認(rèn)為在疾病發(fā)病機(jī)理中起重要作用，調(diào)控ERS從而控制炎癥過程可能是抑制疾病進(jìn)展的潛在治療靶點(diǎn)。

3.2  ERS與肝衰竭細(xì)胞凋亡

細(xì)胞凋亡與肝臟的生理活動(dòng)密切相關(guān)，參與了肝組織細(xì)胞更新、增殖及再生等過程。射線、缺血缺氧、肝毒性藥物或病毒感染等因素刺激肝臟后，肝細(xì)胞啟動(dòng)凋亡程序?qū)垢腥灸[瘤，而肝細(xì)胞過度凋亡則引起自身免疫性肝炎、暴發(fā)性肝炎、肝衰竭等嚴(yán)重疾病。細(xì)胞凋亡在肝衰竭的發(fā)病過程中發(fā)揮了重要作用。目前已知的細(xì)胞凋亡途徑包括死亡受體途徑、線粒體途徑和B粒酶信號(hào)途徑介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，另外還有ERS凋亡途徑。

ERS是肝病進(jìn)展過程中的重要穩(wěn)態(tài)裝置，既可以協(xié)助細(xì)胞抵抗應(yīng)激，但應(yīng)激過度也可導(dǎo)致細(xì)胞損傷。在應(yīng)激早期，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)通過抑制蛋白合成、加速蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)降解，減輕了錯(cuò)誤蛋白蓄積而引起的細(xì)胞負(fù)荷，維持細(xì)胞穩(wěn)定，如果應(yīng)激持續(xù)存在或強(qiáng)度過大，則激活凋亡基因引起細(xì)胞死亡。因此，ERS在細(xì)胞代謝中具有雙重作用，早期輕度的ERS可以協(xié)助細(xì)胞抵抗應(yīng)激，進(jìn)一步改善細(xì)胞生理狀態(tài)，發(fā)揮保護(hù)細(xì)胞作用；但當(dāng)應(yīng)激強(qiáng)度持續(xù)增加時(shí)，ERS便會(huì)啟動(dòng)細(xì)胞凋亡途徑，導(dǎo)致細(xì)胞死亡。由ERS誘發(fā)的凋亡有3種途徑：

（1）CHOP (CCAAT/enhancer-binding protein-homologous protein)/GADD153(growth arrest/DNA damage-inducible protein153)基因激活，誘導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)氧化物蛋白產(chǎn)生激活三磷酸肌醇受體誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡；

（2）JNK的激活通路，磷酸化Bcl-2而抑制其活性，作用于線粒體促進(jìn)細(xì)胞凋亡；

（3）Caspase-12途徑，IRE1激活切割活化caspase-9，剪切前體caspase-3誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。

在乙醇引起的急性肝損傷小鼠中，肝微粒體細(xì)胞色素P450激活促進(jìn)UPR和ERS，表現(xiàn)為GRP78、GRP94、CHOP等基因表達(dá)上調(diào)，促進(jìn)ERS的發(fā)生，引起細(xì)胞凋亡及影響脂類代謝。ASK1互動(dòng)蛋白1（AIP1）是IRE1a下游的ASK1激活的關(guān)鍵介質(zhì)，可以引起ERS，缺乏AIP1的小鼠可以耐受ERS誘導(dǎo)的JNK激活和細(xì)胞凋亡，同時(shí)保留氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的JNK活化。熊去氧膽酸（UDCA）干預(yù)非酒精性脂肪性肝病患者后，能夠降低血清中促凋亡因子miR-34a的水平，減輕ERS反應(yīng)蛋白CHOP和GRP78的表達(dá)水平，改變細(xì)胞凋亡閾值，抑制ERS介導(dǎo)的肝細(xì)胞凋亡，改善肝功能。

總之，不同嚴(yán)重程度的ERS決定細(xì)胞的生存和死亡：早期或者輕度ERS誘導(dǎo)UPR，促進(jìn)蛋白的正確折疊，從而緩解ERS，發(fā)揮細(xì)胞保護(hù)作用；然而，長(zhǎng)期或者嚴(yán)重ERS會(huì)引發(fā)一種新的細(xì)胞內(nèi)源性凋亡途徑（ERS凋亡通路），誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。因此，ERS在不同細(xì)胞環(huán)境或不同疾病進(jìn)展階段發(fā)揮截然相反的作用。

4  展望

各種原因?qū)е翬RS引起未折疊蛋白的蓄積或Ca2+穩(wěn)態(tài)的失衡，均可導(dǎo)致ERS的發(fā)生，激活保護(hù)信號(hào)通路，促進(jìn)細(xì)胞功能恢復(fù)，但程度過強(qiáng)或時(shí)間過長(zhǎng)的ERS將誘導(dǎo)凋亡啟動(dòng)因子的表達(dá)，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡的發(fā)生。因此ERS的雙向作用以及協(xié)同炎癥反應(yīng)等功能在疾病發(fā)生和發(fā)展過程中發(fā)揮著復(fù)雜而又關(guān)鍵的作用，深入研究引發(fā)ERS的機(jī)制及自我調(diào)控機(jī)制，探尋疾病治療的新靶點(diǎn)，以期對(duì)疾病采取一些有效的預(yù)防和治療措施。

肝臟中的UPR基本上是減輕ERS和維持蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)的防御機(jī)制。在病理生理?xiàng)l件下，UPR信號(hào)傳導(dǎo)的分子組分在肝細(xì)胞中具有多種生物學(xué)功能，并與其他細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)途徑相互作用，包括氧化應(yīng)激﹑炎癥﹑自噬等。但持續(xù)的ERS可以壓倒UPR的獨(dú)特防御能力，并且通常導(dǎo)致肝細(xì)胞死亡，在幾乎所有形式的肝臟疾病中起著共同作用。在酒精誘導(dǎo)的肝臟ERS和損傷中，ERS的持續(xù)存在可由醇代謝物及其衍生物，半胱氨酸、神經(jīng)酰胺增加和鈣、鐵或鋅穩(wěn)態(tài)的破壞引起。在非酒精性脂肪性肝病中，脂質(zhì)積累可能最初觸發(fā)ERS反應(yīng)，進(jìn)一步調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝和積累。過多的脂質(zhì)上調(diào)參與肝細(xì)胞死亡的基因，這一過程將促進(jìn)肝臟從單純的脂肪變性轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷凭灾拘透窝?。在藥物誘導(dǎo)的肝毒性中，ERS誘導(dǎo)物可以是與ER組分或UPR途徑特異性相互作用的藥物及其衍生物。在肝炎病毒感染中，ERS和宿主肝細(xì)胞中的UPR很可能歸因于持續(xù)產(chǎn)生大量病毒蛋白。在肝癌發(fā)生中，UPR促存活信號(hào)可以在ERS的肝細(xì)胞中被優(yōu)先激活，其與多種內(nèi)源和外源因子相互作用，這些因子可以改變癌基因和腫瘤抑制因子之間的微觀平衡。因此，ERS和UPR的病理生理作用證明了ERS與各種形式肝病的發(fā)展相關(guān)，這提示開發(fā)靶向UPR信號(hào)傳導(dǎo)的藥物可對(duì)肝衰竭等重癥疾病提供新思路。