综述:钙敏感受体:肝脏健康与疾病的潜在靶点

《Journal of Translational Medicine》:Calcium-sensing receptor: a potential target for liver health and diseases

【字体: 时间:2025年10月17日 来源:Journal of Translational Medicine 7.5

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  本综述系统阐述了钙敏感受体(CaSR)在肝脏生理病理中的多重作用,突破了肝脏作为非钙调器官的传统认知。文章详细探讨了CaSR在肝细胞中的表达、其在脂质代谢、胆汁分泌、氨基酸代谢等关键生理过程中的调控功能,并深入分析了其在肝缺血再灌注损伤、胆淤、非酒精性脂肪性肝病、肝硬化、胰岛素抵抗及肝癌等多种肝脏疾病发生发展中的关键作用。综述强调了CaSR作为肝病治疗新靶点的巨大潜力,为未来靶向CaSR的肝脏疾病治疗策略开发提供了重要理论依据。

  
钙敏感受体(CaSR)作为G蛋白偶联受体(GPCR)家族的重要成员,最初在牛甲状旁腺中被克隆成功。其主要功能是感知细胞外钙离子(Ca2+)浓度变化,通过调节甲状旁腺激素释放来维持全身钙稳态。近年研究发现,CaSR在人类、小鼠、牛等多种物种的肝细胞和组织中均有表达,这一发现挑战了将肝脏视为非钙调器官的传统观点。
CaSR的结构与功能特征
CaSR包含三个主要结构域:N端胞外结构域(ECD)、跨膜结构域(TMD)和胞内结构域(ICD)。ECD采用Venus Flytrap样构象,拥有五个Ca2+结合位点,负责识别细胞外多价阳离子。七次跨膜结构域(7TMD)作为信号传导通道,将胞外信号传递至细胞内G蛋白(如Gs、Gq/11、Gi/o和G12/13)。CaSR与不同G蛋白的偶联激活下游特定信号通路:与Gs蛋白结合可升高细胞内环磷酸腺苷(cAMP)水平,激活蛋白激酶A(PKA);与Gq/11结合则激活磷脂酶C(PLC),促进磷脂酰肌醇4,5-二磷酸(PIP2)水解生成肌醇1,4,5-三磷酸(IP3)和二酰基甘油(DAG),进而触发细胞内钙库释放Ca2+并激活MAPK信号级联反应。
肝脏中CaSR的表达特征
尽管早期免疫组化研究未能在正常人肝组织中检测到CaSR免疫反应性,但后续采用逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)、蛋白质印迹(Western blotting)等多种技术手段的研究证实,CaSR mRNA和蛋白在多种物种(包括小鼠、大鼠、人、猪、牛和鱼)的肝脏中均有表达。值得注意的是,不同物种CaSR氨基酸序列的差异可能影响其与拮抗剂/激动剂的结合亲和力及下游信号通路激活特性。在 buffalo 大鼠肝细胞(BRL cells)中,CaSR主要定位于细胞膜和细胞质。这些表达差异可能源于研究方法、物种特异性及实验模型选择等多种因素。
CaSR在肝脏生理过程中的核心作用
在胆汁酸代谢方面,CaSR作为Ca2+和多胺类物质的重要传感器,通过IP3敏感性细胞内钙库调控胆汁分泌。在分离灌注的大鼠肝脏中,细胞外Ca2+的去除会导致胆汁流中断,而CaSR激动剂精胺可剂量依赖性地加速胆汁流恢复。
在糖代谢调控中,大鼠胰岛素抵抗模型显示肝CaSR表达显著降低,提示其与胰岛素抵抗发生存在潜在关联。苦参碱作为CaSR激动剂,可通过激活肠道内分泌细胞CaSR,促进胰高血糖素样肽-1(GLP-1)释放,进而改善血糖控制。
在脂质代谢方面,CaSR激活可导致HepG2细胞甘油三酯含量增加19%。在阉牛肝组织中,CaSR蛋白表达显著升高,其敲低可抑制甘油三酯积累和极低密度脂蛋白(VLDL)分泌。研究发现miR-27a-5p可直接靶向调控CaSR表达。此外,CaSR基因多态性(如R990G)与肝脏脂质蓄积和脂肪变性风险密切相关。
在氨基酸代谢中,CaSR通过感知血液氨基酸浓度变化,激活胰腺α细胞Gq/11信号通路,与mTORC1通路协同促进α细胞增殖和胰高血糖素分泌。升高的胰高血糖素进而激活肝脏糖原信号,刺激氨基酸通过尿素循环分解,维持全身氨基酸稳态。
CaSR在肝脏疾病中的病理机制
在肝缺血再灌注损伤(IRI)中,CaSR表达显著上调,通过介导线粒体功能障碍、活性氧(ROS)产生和MAPK信号通路激活,促进细胞死亡。在肝硬化进程中,人肝星状细胞LX-2模型显示CaSR激活参与纤维化进展,而负性变构调节剂NPS-2143和Calhex 231可浓度依赖性地抑制LX-2细胞生长和纤维化进展。
在肝癌领域,CaSR表达在人类肿瘤组织中上调。精胺通过激活CaSR触发Ca2+内流,促进Akt依赖性β-连环蛋白(β-catenin)稳定化和核转位,进而转录上调程序性死亡配体1(PD-L1)和N-糖基转移酶STT3A表达,促进免疫逃逸和肿瘤进展。CaSR基因多态性rs17251221与肝细胞癌(HCC)易感性、血清甲胎蛋白(AFP)水平、Child-Pugh评分和BCLC分期显著相关。在肝内胆管癌(ICC)中,CaSR表达与肿瘤多发、淋巴结转移和不良预后正相关,其激活可通过ERK依赖性基质金属蛋白酶9(MMP9)激活促进ICC细胞增殖和迁移。
此外,CaSR还通过介导NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3(NLRP3)炎症小体激活参与肝脏炎症反应,在胆淤症中通过MAPK信号通路促进肝细胞凋亡。
靶向CaSR的治疗前景
CaSR调节剂在肝脏疾病治疗中展现出广阔前景。在代谢紊乱方面,苦参碱等激动剂可减轻内质网应激和线粒体功能障碍;在炎症损伤中,中药复方利胆合剂(LDHJ)衍生拮抗剂可抑制CaSR诱导的Ca2+超载和MAPK激活的细胞凋亡;在纤维化阶段,西那卡塞可短暂抑制肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)活性减轻腹水。然而,CaSR靶向治疗仍面临组织特异性信号偏倚、剂量反应钟形曲线及脱靶效应等挑战。未来研究需开发肝脏特异性递送系统,并基于基因多态性进行患者分层,以实现精准治疗。
综上所述,CaSR作为肝脏生理和病理过程中的关键调节分子,通过复杂信号网络调控代谢平衡、炎症反应、纤维化进程和恶性转化,成为肝脏疾病干预的极具潜力的新靶点。
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