核受体亚科 1，H 组，成员 4； NR1H4

金合欢酯 X 激活受体； FXR
视黄醇 X 受体相互作用蛋白 14； RIP14
RXR 相互作用蛋白 14
胆汁酸受体；BAR

HGNC 批准的基因符号：NR1H4

细胞遗传学位置：12q23.1 基因组坐标（GRCh38）：12:100,473,866-100,564,414（来自 NCBI）

▼ 说明

NR1H4 基因编码一种称为法尼醇 X 受体（FXR） 的核胆汁酸受体，可感知胆汁酸水平。胆汁酸水平升高会激活 FXR，从而诱导抑制肝细胞胆汁酸生物合成的程序。因此，NR1H4 是配体激活转录因子核受体超家族的成员（Gomez-Ospina 等人，2016 年和 Chen 等人，2012 年总结）。

▼ 基因家族

核激素受体通过将激素的作用转化为转录反应，在发育和生理学的许多方面发挥着关键作用。核受体家族的成员有几个共同的结构特征，包括一个中心的、高度保守的 DNA 结合域（DBD），该结构域将受体靶向特定的 DNA 序列，称为激素反应元件。受体的 C 端部分包括配体结合结构域（LBD），它直接与激素相互作用，并包含激素依赖性转录激活结构域。 LBD 充当分子开关，当通过激素结合翻转到活性构象时，它招募共激活蛋白并激活靶基因的转录（Kliewer 等，1999）。

▼ 克隆与表达

福尔曼等人（1995） 分离出编码 FXR（法尼醇 X 激活受体）的 cDNA，FXR 是一种大鼠孤儿受体（如此命名是因为它具有激素受体的结构特征，但缺乏已知的配体）。大鼠 FXR 和昆虫蜕皮激素受体的 DBD 和 LBD 分别具有 81% 和 34% 的氨基酸同一性。 Northern 印迹分析和原位杂交表明，FXR 表达仅限于大鼠肝脏、肠道、肾上腺和肾脏，这些组织已知通过甲羟戊酸途径具有显着的通量。

胡贝尔等人（2002） 在仓鼠中鉴定出 4 个 Fxr 剪接变体。通过 RT-PCR，他们证实了人类肝脏和小肠中存在 4 种变异。 FXR-α 和 FXR-β 两种主要变体编码具有不同 N 末端的蛋白质。进一步的选择性剪接生成带有 12 bp 插入的 FXR-α 和 FXR-β 转录本，从而在蛋白质铰链区附近插入 4 个氨基酸。仓鼠和人类 FXR-α 亚型具有 93% 的氨基酸同一性。实时 PCR 检测到人 FXR-α 变体在肾上腺和肝脏中表达最高，在十二指肠、肾脏和小肠中表达较低。 FXR-β变体主要在结肠、十二指肠和肾脏中表达，在肝脏中表达较低。与相应的成人组织相比，FXR-β的表达在胎儿结肠和肾脏中较高，而在胎儿肝脏和小肠中较低。

毕肖普-贝利等人（2004）发现FXR在多种正常和病理的人体组织中表达。脉管系统以及肝脏、小肠和肾脏的表达量最高。 FXR 也在许多不同的转移性癌症中表达。

▼ 基因结构

胡贝尔等人（2002）确定FXR基因含有11个外显子。 5-prime UTR 包含一个 TATA 框，起始密码子位于外显子 3 的 3-prime 区域内。另一个外显子 3a 编码 FXR-β 变体，该变体具有替代的 N 端序列。一些 FXR 转录本中发现的 12 bp 插入是由影响外显子 5 的选择性剪接造成的。

▼ 测绘

通过基因组序列分析，Huber 等人（2002） 将 NR1H4 基因定位到染色体 12q23.1。通过对种间回交的分析，Kozak 等人（1996） 将小鼠 Nr1h4 基因定位到 10 号染色体上显示与人类 12q 染色体同线性同源性的区域。

▼ 基因功能

福尔曼等人（1995） 确定 FXR 与类视黄醇 X 受体形成异二聚体复合物（参见 180245）。金合欢醇和相关代谢物是该复合物的有效激活剂。法呢醇代谢物在细胞内产生，是甲羟戊酸生物合成途径的一部分，该途径导致胆固醇、胆汁酸、类固醇、类维生素A和法呢基化蛋白质的合成。福尔曼等人（1995） 表明这些结果提供了高等生物中代谢物控制的细胞内信号系统的证据。扎瓦茨基等人（1997） 报道称，小鼠 FXR 同源物 RIP14 可以被类视黄醇激活。

胆汁酸对于膳食脂质的溶解和转移至关重要，并且是胆固醇分解代谢的主要产物。胆固醇向胆汁酸的酶促转化是通过氧化甾醇的前馈激活和胆汁酸的反馈抑制来调节的，氧化甾醇是一种由肝脏 X 受体介导的途径（参见 LXRA；602423）。帕克斯等人（1999） 和 Makishima 等人（1999） 证明胆汁酸是 FXR 的生理配体。槙岛等人（1999） 发现，当与胆汁酸结合时，FXR 会抑制胆固醇 7-α-羟化酶基因（CYP7A1；118455） 的转录，该基因编码胆汁酸合成中的限速酶。此外，配体结合的 FXR 激活编码肠胆汁酸结合蛋白（IBABP；600422）的基因，这是一种候选胆汁酸转运蛋白。正如 Gustafsson（1999） 指出的，结果是肠道中胆汁酸的量减少。因此，通过与 FXR 结合，胆汁酸可以调节其自身的合成和转移。

王等人（1999） 分离出一种选择性激活 FXR 的内源性胆汁成分（鹅去氧胆酸）。结构-活性分析定义了相关胆汁酸配体的子集，其激活 FXR 并促进共激活剂募集。作者还表明，配体占据的 FXR 抑制氧甾醇受体 LXRA 的反式激活，氧甾醇受体 LXRA 是胆固醇降解的正调节因子。他们认为 FXR 是内源性胆汁酸传感器，因此是胆固醇稳态的重要调节剂。

在旨在了解类视黄醇 X 受体（RXR；参见 180245）激活对胆固醇平衡的影响的一系列优雅实验中，Repa 等人（2000） 用 rexinoid LG268 治疗动物。用rexinoid治疗的动物表现出胆固醇平衡的显着变化，包括抑制胆固醇吸收和抑制胆汁酸合成。受体选择性激动剂的研究表明，氧甾醇受体（LXR） 和胆汁酸受体 FXR 是 RXR 异二聚体伙伴，通过调节反向胆固醇转运蛋白 ABC1（600046） 和限速蛋白的表达来介导这些效应。胆汁酸合成酶，CYP7A1，分别。这些 RXR 异二聚体通过控制外周组织的反向胆固醇转运、肝脏中的胆汁酸合成以及肠道中的胆固醇吸收，充当胆固醇稳态的关键调节剂。 RXR/LXR 异二聚体的激活通过上调小肠中 ABC1 的表达来抑制胆固醇吸收。 RXR/FXR 异二聚体的激活会抑制 CYP7A1 表达和胆汁酸产生，导致胆固醇溶解和吸收失败。研究表明，RXR/FXR 介导的 CYP7A1 抑制优于 RXR/LXR 介导的 CYP7A1 诱导，这解释了为什么 rexinoid 抑制而不是激活 CYP7A1（Lu et al., 2000）。 LXR 信号通路的激活导致外周细胞（包括巨噬细胞）中 ABC1 的上调，从而流出游离胆固醇，通过高密度脂蛋白转运回肝脏，在肝脏中，通过 LXR 介导的 CYP7A1 表达增加转化为胆汁酸。在胆汁酸池增加的情况下，胆汁胆固醇的分泌通常会导致胆固醇的重吸收增强；然而，随着 ABC1 表达的增加和胆固醇回流回管腔，胆固醇吸收以及胆固醇和胆汁酸的净排泄减少。因此，Rexinoids 提供了一类用于治疗胆固醇升高的新型药物。

胆固醇分解代谢为胆汁酸受到氧甾醇和胆汁酸的调节，它们诱导或抑制该途径限速酶 CYP7A1 的转录。核受体 LXRA 结合氧甾醇并介导前馈诱导。卢等人（2000） 表明抑制是由核受体三者协调调节的，包括胆汁酸受体 FXR；启动子特异性激活剂 LRH1（NR5A2; 604453）；以及启动子特异性阻遏蛋白 SHP（NR0B2；604630）。 CYP7A1 的反馈抑制是通过胆汁酸与 FXR 的结合来实现的，从而导致 SHP 的转录。然后，升高的 SHP 蛋白通过形成异二聚体复合物使 LRH1 失活，从而导致 CYP7A1 和 SHP 的启动子特异性抑制。这些结果揭示了由核受体介导的复杂的自动调节级联，用于维持肝脏胆固醇分解代谢。

古德温等人（2000） 使用一种有效的非甾体 FXR 配体表明 FXR 诱导 SHP1 的表达，SHP1 是缺乏 DNA 结合域的核受体家族的非典型成员。 SHP1 通过抑制 LRH1 的活性来抑制 CYP7A1 的表达，LRH1 是一种孤儿核受体，可正向调节 CYP7A1 的表达。这种胆汁酸激活的调控级联为协调抑制 CYP7A1 和参与胆汁酸生物合成的其他基因提供了分子基础。

古古树（Commiphora mukul）树脂提取物可降低人类的低密度脂蛋白胆固醇水平。植物甾醇古古甾酮（4,17（20）-孕二烯-3,16-二酮）是该提取物中的活性剂。乌里扎尔等人（2002） 证明 guggulsterone 是法尼醇 X 受体的高效拮抗剂。古古甾酮治疗可降低喂食高胆固醇饮食的野生型小鼠的肝脏胆固醇，但对 Fxr 缺失小鼠无效。

胡贝尔等人（2002） 发现，在接触鹅去氧胆酸（一种天然存在的胆汁酸）后，转染的人肝癌细胞系中所有 4 种人 FXR 同工型的反式激活和报告活性均增加。暴露于非类固醇 FXR 激动剂后，肝癌细胞中 FXR-α 的表达也上调。

Torra 等人使用体外蛋白质结合测定（2004） 确定 FXR 以剂量依赖性方式响应胆汁酸配体而结合 PPARBP（604311），并且这种相互作用的效力与配体激活 FXR 的能力相关。该相互作用需要 FXR 配体结合域的激活功能 2 区域和 PPARBP 的 N 末端 LxxLL 基序。在凝胶迁移测定中，DNA 结合的 FXR/RXR 异二聚体招募了 PPARBP。在过表达 FXR/RXR 的细胞中，PPARBP 增强了 FXR 介导的反式激活，并且 PPARBP 共激活需要 FXR 和 RXR 之间的异二聚化。

毕肖普-贝利等人（2004） 发现用 FXR 配体处理血管平滑肌细胞会导致细胞凋亡，其方式与配体激活 FXR 的能力相关。

黄等人（2006） 确定了核受体依赖性胆汁酸信号传导在正常肝脏再生中的作用。胆汁酸水平升高会加速再生，胆汁酸水平降低会抑制肝脏再生，主要核胆汁酸受体 FXR 的缺失也会导致这种情况。黄等人（2006） 提出胆汁酸流量增加引起的 FXR 激活是肝脏功能能力下降的信号。 FXR，以及可能的其他核受体，不仅可以通过调节适当的代谢靶基因的表达，还可以通过驱动同向营养型肝脏生长来促进体内平衡。

在小鼠中，Seok 等人（2014） 表明 Fxr 和禁食转录激活剂 Creb（123810） 协调调节肝自噬基因网络。即使在禁食状态下，Fxr 的药理激活也会抑制许多自噬基因，并且在 Fxr 敲除小鼠中，进食介导的巨自噬抑制作用减弱。根据小鼠肝脏染色质免疫沉淀和高通量测序数据，在 230 个自噬相关基因中，分别在 178 个和 112 个基因处检测到 Fxr 和 Creb 结合峰，其中 78 个基因显示出共享结合，主要在其启动子区域。在营养匮乏的条件下，Creb 促进脂质的自噬降解，或称脂肪吞噬，而 Fxr 抑制这种反应。从机制上讲，Creb 通过招募共激活子 Crtc2（608972） 上调自噬基因，包括 Atg7（608760）、Ulk1（603168） 和 Tfeb（600744）。在进食或药物激活后，Fxr 通过破坏功能性 Creb-Crtc2 复合物来反式抑制这些基因。锡克等人（2014） 得出的结论是，他们的研究确定 FXR-CREB ​​轴是调节自噬的关键生理开关，从而在进食/禁食周期期间对自噬进行持续的营养调节。

李等人（2014） 表明 Ppara（170998） 和 Fxr 均可调节小鼠的肝自噬。 Ppara 的药理激活可逆转进食状态下自噬的正常抑制，从而诱导脂肪自噬。这种反应在 Ppara 基因敲除小鼠中消失，这些小鼠在通过禁食诱导自噬方面存在部分缺陷。胆汁酸受体 Fxr 的药理激活会强烈抑制禁食状态下自噬的诱导，而 Fxr 敲除小鼠中不存在这种反应，这些小鼠在进食状态下显示出抑制肝自噬的部分缺陷。 PPARA 和 FXR 竞争结合自噬基因启动子中的共享位点，具有相反的转录输出。李等人（2014） 得出的结论是，这些结果揭示了营养状态调节自噬的互补​​、连锁机制。

▼ 分子遗传学

阿尔瓦雷斯等人（2004） 研究了 PFIC1（211600） 中 FXR 肝脏下调的可能性。他们在 3 名患有 PFIC1 的西班牙吉普赛同胞（由近亲父母出生）中发现了 ATP8B1 基因（602397.0012-602397.0013） 错义和无义突变的复合杂合性。与患有其他形式肝病的患者和正常对照相比，其中 1 名同胞的肝脏中 2 种主要 FXR 亚型的表达明显降低。还发现 FXR 靶标（例如 ABCB11（603201） 和 SHP1（NR0B2; 604630））的 mRNA 水平持续降低。基因分析实验鉴定出 163 个转录物，其表达在 PFIC1 疾病肝脏中发生显着变化，包括涉及胆汁酸合成、结合和转移的多个基因的下调。一组参与脂质代谢的基因也有差异表达。阿尔瓦雷斯等人（2004） 表明 FXR 的肝脏下调导致 PFIC1 严重胆汁淤积。

进行性家族性肝内胆汁淤积 5

Gomez-Ospina 等人在来自 2 个不相关家庭的 4 名新生儿发病进行性家族性肝内胆汁淤积 5（PFIC5; 617049） 患者中（2016） 鉴定了 NR1H4 基因（603826.0001-603826.0003） 中的双等位基因功能丧失突变。通过全外显子组测序和 SNP 阵列分析发现的突变与家族中的疾病分开。所有患者在病程早期均出现严重的维生素 K 依赖性凝血病。在人肝细胞系中，FXR 激动剂诱导 3 个纤维蛋白原基因（FGA，134820；FGB，134830；FGG，134850）的 mRNA 表达，并引起编码多种凝血因子的基因表达增加。这些反应因 FXR 敲除而减弱。总体而言，研究结果表明 FXR 在胆汁酸稳态和保护肝脏免受胆​​汁酸诱导的肝毒性方面发挥着关键作用。

▼ 动物模型

西纳尔等人（2000） 生成了缺乏 Fxr 的小鼠，也称为 Bar。这些小鼠发育正常，外观与野生型同窝小鼠相同。 Fxr缺失小鼠与野生型小鼠的区别在于血清胆汁酸、胆固醇和甘油三酯升高；肝脏胆固醇和甘油三酯增加；和促动脉粥样硬化血清脂蛋白谱。由于主要肝小管胆汁酸转运蛋白（BSEP; 603201） 表达减少，Fxr 缺失小鼠的胆汁酸池和粪便胆汁酸排泄也减少。在 Fxr 缺失小鼠中，胆汁酸抑制和胆固醇 7-α-羟化酶和 IBABP 的诱导分别没有发生，这证实了 FXR 对这些基因在体内表达的调节作用。这些数据表明，FXR 作为细胞内胆汁酸传感器，对于胆汁酸和脂质稳态至关重要。

Cariou 等人使用禁食 48 小时的 Fxr -/- 小鼠（2005） 发现 Fxr 调节禁食期间葡萄糖稳态变化的动力学。 Fxr -/- 小鼠表现出早期、加速的低血糖反应，基础肝葡萄糖产生较低，肝糖原含量减少。禁食 6 小时后，Fxr -/- 小鼠的肝脏 Pepck（PCK1；614168） 基因表达暂时降低，并且 Fxr -/- 肝细胞中的基因表达也降低。卡里乌等人（2005） 得出结论，FXR 在控制禁食期间的燃料可用性方面发挥着作用。

在糖尿病 db/db 和野生型小鼠中，Zhang 等人（2006） 发现通过合成激动剂或通过肝脏过度表达组成型活性 Fxr 来激活 Fxr 可显着降低血糖水平。 Fxr 缺失小鼠表现出葡萄糖不耐受和胰岛素不敏感。当 Fxr 在 db/db 小鼠中被激活时，Zhang 等人（2006）观察到通过涉及增强胰岛素敏感性的机制抑制肝糖异生基因并增加肝糖原合成和糖原含量。

马等人（2006） 产生了 Fxr 缺失小鼠，这些小鼠出现了严重的脂肪肝和与血清葡萄糖升高以及葡萄糖和胰岛素耐受受损相关的循环游离脂肪酸升高。通过高胰岛素正常血糖钳夹证实了胰岛素抵抗，这表明胰岛素对肝葡萄糖产生的抑制减弱，并减少了外周葡萄糖的处理。在 Fxr -/- 骨骼肌和肝脏中，胰岛素信号传导途径中的多个步骤明显减弱。在 Fxr-null 和 Shp-null 小鼠中，没有对糖异生基因的抑制，也没有响应胆汁酸而降低血清葡萄糖，这表明先前描述的 FXR-SHP 核受体级联（参见 Lu 等人，2000）也以葡萄糖代谢为目标。

在由胆管结扎引起的阻塞性胆汁淤积的小鼠模型中，Stedman 等人（2006） 发现与野生型小鼠和 Pxr（NR1I2; 603065） 缺失小鼠相比，Fxr 缺失小鼠更能免受肝损伤。与其他基因型相比，Fxr 缺失小鼠的肝脏胆汁梗塞减少，血清胆红素和胆汁酸浓度降低。 Fxr 缺失小鼠表现出几种胆汁酸转运蛋白的表达增加，特别是 Mrp4（ABCC4; 605250），表明从肝细胞输出胆汁酸的能力增加，从而减少肝毒性。 Fxr 缺失小鼠在胆管结扎后表现出双相脂质谱，第 6 天时 HDL 胆固醇和高甘油三酯血症增加。研究结果表明 Fxr 参与胆汁淤积调节和甘油三酯调节。

减肥手术，例如垂直袖状胃切除术（VSG），是治疗肥胖的有效疗法，并且可以显着改善包括 2 型糖尿病在内的合并症。 VSG 后循环总胆汁酸发生显着变化。此外，胆汁酸通过与核受体 FXR（NR1H4） 结合来调节代谢。瑞安等人（2014） 因此检查了 VSG 应用于饮食引起的肥胖小鼠的结果，并有针对性地破坏 Fxr 基因。瑞安等人（2014） 证明 VSG 的治疗价值并非来自较小胃所施加的机械限制；相反，VSG 与循环胆汁酸增加以及肠道微生物群落的相关变化有关。此外，在缺乏Fxr的情况下，VSG减轻体重和改善糖耐量的能力显着降低。瑞安等人（2014） 得出的结论是，这些结果表明胆汁酸和 FXR 信号传导是这种减肥手术有益效果的重要分子基础。

▼ 等位基因变异体（3 个选定示例）：

.0001 胆汁淤积，进行性家族性肝内胆汁淤积，5
NR1H4、ARG176TER

Gomez-Ospina 等人在 2 名近亲兄弟姐妹中发现，患有进行性家族性肝内胆汁淤积 5（PFIC5; 617049）（2016） 在 NR1H4 基因中发现了一个纯合的 c.526C-T 转换（c.526C-T，NM_005123），导致 arg176 到 ter（R176X）的取代，预计会导致 DNA 结合和 DNA 结合的丧失。激素受体结构域，与功能丧失一致。该突变是通过全外显子组测序发现并经桑格测序证实的，与家族中的疾病分离。患者肝脏样本显示完全不存在 NR1H4 和 BSEP（ABCB11；603201），尽管 ABCB11 基因中未发现突变。戈麦斯-奥斯皮纳等人（2016） 指出 Chen 等人（2012） 在一名患有胆汁淤积、肝硬化和 GGT 升高的中国婴儿中发现了由 c.874C-T 转变引起的杂合 R176X 突变。该患者是接受 NR1H4 基因突变筛查的 78 名儿童之一。没有对中国婴儿进行家族隔离研究。然而，戈麦斯-奥斯皮纳等人报道的家庭中的杂合父母（2016） 肝脏生化正常，母亲在 3 次妊娠期间都没有出现胆汁淤积症状，这表明 R176X 杂合性不足以引起婴儿胆汁淤积。戈麦斯-奥斯皮纳等人（2016）建议 Chen 等人报告的患者（2012）可能在另一个基因中发生了有害突变。

.0002 胆汁淤积，进行性家族性肝内胆汁淤积，5
NR1H4，3-BP INS，419AAA

Gomez-Ospina 等人在 2 名患有进行性家族性肝内胆汁淤积 5（PFIC5; 617049） 的同胞中（2016） 鉴定了 NR1H4 基因中的复合杂合突变：框内 3-bp 插入（c.419_420insAAA, NM_005123），导致插入残基（Tyr139_Asn140insLys），该残基遗传自无症状母亲，以及基因内父系等位基因上的 31.7-kb 缺失（603826.0003）。该缺失跨越了前 2 个编码外显子，预计将导致蛋白质表达完全丧失。插入突变位于靠近 DNA 识别螺旋的第一个锌结合模块中，体外研究表明突变蛋白与共有 FXR/RXR 结合位点没有可检测到的结合。该突变还消除了合成启动子的转录活性。这些发现与功能丧失一致。

.0003 胆汁淤积，进行性家族性肝内胆汁淤积，5
NR1H4，31.7-KB DEL

Gomez-Ospina 等人讨论了 NR1H4 基因内的 31.7-kb 缺失，该缺失在 2 位患有进行性家族性肝内胆汁淤积症 5（PFIC5; 617049） 的同胞中以复合杂合状态发现（2016），参见 603826.0002。