石 慧 肖和杰

1.三峽大學醫(yī)學院 (湖北宜昌，443002) 2.三峽大學第三臨床醫(yī)學院葛洲壩中心醫(yī)院

Friedman SL［1］在1985年首次發(fā)現(xiàn)肝星狀細胞 (hepatic stellate cell，HSC)是肝臟中主要的膠原蛋白產(chǎn)生細胞。過去5年在PubMed search中共發(fā)表近兩萬篇相關文獻，最近的研究主要集中在上皮細胞向間充質(zhì)細胞的轉化、先天免疫、先天性突變、表觀遺傳學改變以及基因的單核苷酸多態(tài)性［2］。肝纖維化研究得到了全球性的關注，肝纖維化與乙型肝炎病毒 (HBV)和丙型肝炎病毒 (HCV)的感染、慢性酒精中毒、遺傳代謝疾病、化學毒物或藥物、肝臟淤血、寄生蟲、脂肪肝等密切相關，是最終發(fā)展為肝癌的必經(jīng)階段。近年來隨著肝纖維化發(fā)病機制的進展，肝纖維化被認為具有可逆轉性，因此激發(fā)人們針對肝纖維化發(fā)生的信號傳導通路、細胞因子基因表達、HSC激活與凋亡過程等環(huán)節(jié)進行抗肝纖維化基因治療。本文將綜述肝纖維化的最新研究進展。

1 肝纖維化分子研究進展

肝纖維化是肝臟對各種慢性肝損傷的代償反應所形成的一種肝臟瘢痕組織，是慢性肝炎向肝硬化及肝癌發(fā)展的重要病理過程。其中HSC的激活并轉化為肌成纖維細胞 (myofibroblast，MFB)是肝纖維化發(fā)生的中心環(huán)節(jié)，活化后的 HSC合成大量的細胞外基質(zhì) (extracellular matrix，ECM)，過多的ECM在肝臟內(nèi)不斷沉積并最終導致肝纖維化。因此，調(diào)節(jié)ECM的產(chǎn)生與肝纖維化的治療密切相關。

肝星狀細胞，又稱儲脂細胞，位于Disse間隙，緊貼肝竇內(nèi)皮細胞和肝細胞［3］。HSC最主要的功能是胞質(zhì)內(nèi)儲存維生素A，人體50%～80%的維生素A存在于肝臟，而其中90%在HSC，當人體需要維生素A時便將其分泌到門靜脈血中。肝損傷發(fā)生時，肝細胞釋放炎性細胞因子，使炎性細胞趨化聚集，Kupffer細胞激活，激活的Kupffer細胞、浸潤的單核細胞、活化聚集的血小板以及損傷的肝細胞產(chǎn)生血小板衍生生長因子 (platelet derived growth factor，PDGF)和轉化生長因子-β (transforming growth factor β，TGF-β)，這些因子與細胞表面的受體結合后引起一系列胞內(nèi)級聯(lián)反應?；罨腍SC不僅失去脂滴，具有收縮功能，表達結蛋白、α-肌動蛋白 (αsmooth muscle actin，α-SMA)等胞內(nèi)蛋白，還大量合成Ⅰ型、Ⅲ型膠原蛋白，使ECM大量沉積，形成肝纖維化。HSC的活化受轉錄因子的調(diào)控，比如AP-1、JUN D、Sp1、克魯佩爾樣因子6(KLF6)和核因子-kappa B(nuclear factor kappa B，NF-κB)，最終導致 TGF-β轉錄上調(diào)。這個過程中，Smad、Ras、Raf-1和絲裂原蛋白激酶 (mitogen activated protein kinase，MAPK)等胞內(nèi)信號分子發(fā)揮了非常重要的作用［4］。另外，基質(zhì)金屬蛋白酶組織抑制劑 (tissue inhibitor of metalloproteinases，TIMPs)增多，從而抑制ECM的降解，導致炎癥肝臟中ECM積累增多。在HSC活化過程中瘦素和脂肪細胞因子也值得注意?；罨腍SC其特征也表現(xiàn)在TGF-β、PDGF、血管內(nèi)皮生長因子 (vascular endothelial growth factor，VEGF)、血管緊張素-Ⅱ、內(nèi)皮素-1等因子的表達增多［5］。

自1980年以來有大量文獻報道肝纖維化進程中HSC的作用，最近用嚙齒類動物和人損傷肝模型研究表明起源于骨髓的間充質(zhì)細胞也參與肝纖維化的過程［6］。類似地，循環(huán)中的纖維細胞和門靜脈結締組織中成纖維細胞也參與纖維化［7，8］。

2 肝臟中纖維化持續(xù)存在

周圍細胞產(chǎn)生的生長因子、細胞因子和氧化應激持續(xù)刺激HSC使其活化，MFB的存在是肝纖維化發(fā)生發(fā)展的主要原因。損傷肝細胞產(chǎn)生的過氧化脂質(zhì)及肝細胞線粒體和肝細胞膜裂解產(chǎn)物產(chǎn)生的活性氧 (reactive oxygen species，ROS)能激活HSC［9］。輔酶Ⅱ是參與活性氧合成系統(tǒng)中重要成分，可能成為一個抗纖維化治療靶點。這種酶可能由HSC誘導產(chǎn)生，能阻止細胞凋亡，血管緊張素受體拮抗劑氯沙坦能降低其表達，引起Ⅰ型膠原和基質(zhì)金屬蛋白酶-2(matrix metalloproteinase-2，MMP-2)的產(chǎn)生減少［10］。另外，二價鐵離子觸發(fā)Fenton反應產(chǎn)生OH· (羥自由基)從而導致肝細胞的凋亡，肝細胞的凋亡又激活HSC，進而促進肝纖維化過程。

TGF-α、β、胰島素樣生長因子及其結合蛋白、肝細胞生長因子 (hepatic growth factor，HGF)、VEGF、IL(白介素)-1、IL-6都能被肝細胞釋放從而激活HSC。其中TGF-β1通過對HSC、肝實質(zhì)細胞、肝竇內(nèi)皮細胞等的直接作用以及對與纖維化有關的其他生長因子和各種酶類施加廣泛影響，從而促進ECM合成并抑制其降解 ，在肝纖維化的啟動、進展中發(fā)揮關鍵性作用［11］。另外，發(fā)生肝損傷時，Kupffer細胞通過氧化應激被激活，同樣也通過Toll-樣受體 (TLR)-4和CD14(基于腸道菌群)被內(nèi)毒素脂多糖 (lipopolysaccharide，LPS)激活［12］?；罨?Kupffer細胞產(chǎn)生的單核細胞趨化蛋白-1(monocyte chemotactic protein-1，MCP-1)和骨橋蛋白與肝臟內(nèi)炎癥細胞的浸潤有關［13］。另外，活化的Kupffer細胞也產(chǎn)生PDGF和 TGF-β1激活 HSC。動物模型中，用氯化釓去除Kupffer細胞能改善肝纖維化，這說明了Kupffer細胞在肝纖維化中的積極作用。

最近研究發(fā)現(xiàn)，在肝纖維化過程中除了巨噬細胞、Kupffer細胞外，NK細胞、NKT細胞、樹突狀細胞和肥大細胞也發(fā)揮著重要作用，這些細胞的纖維化作用可被TLR系統(tǒng)和NF-κB信號途徑調(diào)節(jié)。總而言之，HSC和MFB與這些免疫細胞相互作用共同參與肝血竇局部炎癥細胞的浸潤。

近兩年來，Hezode等和Teixeira-Clerc等先后發(fā)現(xiàn)，大麻素受體在慢性肝病的發(fā)生、發(fā)展過程中起著非常獨特的作用［14］。大麻素的3種主要成分為四氫大麻酚、大麻酚和大麻二酚，大麻素受體-1(cannabinoid-1receptor，CB1)和大麻素受體-2(cannabinoid-2 receptor，CB2)是體內(nèi)主要存在的兩類大麻素受體。它們都是G蛋白偶聯(lián)受體。近年研究發(fā)現(xiàn)，肝損傷時大麻素受體在肝臟的多種細胞如肝細胞、肝成纖維母細胞、內(nèi)皮細胞、膽管上皮細胞表達都增強［15］。Teixeira-Clerc等在對人的肝纖維化組織樣本進行免疫組織化學染色時，發(fā)現(xiàn)樣本中肝成纖維母細胞的CB1顯著上調(diào);在鼠的急性肝損傷模型中，CB1的激活會誘導肝中兩種纖維化標志物——TGF-β1和α-SMA的表達，當給予CB1拮抗劑利莫那班(rimonabant;SR141716A)后，這兩種標志物的生成減少［16］。

分子生物技術分析幾種蛋白的磷酸化狀態(tài)、靶基因的甲基化、mRNA的穩(wěn)定性和miRNA(miRNA)水平也與HSC和MFB的激活有關。例如，活化HSC能觸發(fā)其NF-κB的RelA亞單位的Ser536磷酸化，從而阻止HSC的凋亡。另外，miRNA-132能阻止CpG甲基化蛋白的轉錄，導致過氧化物酶體增殖物激活受體-γ (PPAR-γ) 和MFB激活［17］。有報道m(xù)iRNA-29b能通過與基因3'非翻譯區(qū)結合和下調(diào)轉錄因子Sp-1，使LX-2細胞膠原蛋白1A1轉錄減弱，LX-2細胞是一種人永生化的星狀細胞系株，不依賴Smad信號途徑［18］。

最近發(fā)現(xiàn)了人類基因變異與肝纖維化也有關，這些變異大部分是SNP(單核苷酸多態(tài)性)的頻繁突變，例如，在SNP中，TGF-β的 Leu10Pro、血管緊張素的 Arg25Pro和 G-6A、腫瘤壞死因子 (TNF)-α和 IL-10的 C-592A/-819/G-1082A都被報道過［19］。7-基因危險指數(shù) (CRS) 由7種不同的SNP組成，被報道與纖維化過程有密切關系。

3 肝纖維化逆轉

臨床上許多資料顯示肝硬化不僅可逆轉，而且可以修復肝功能，改善患者的預后。因此，抗肝纖維化治療可以在未找到病因前盡早開展。肝纖維化逆轉的分子機制有以下四個方面：①肝細胞再生;②活化的HSC逆轉;③MFB凋亡;④積累的ECM被降解。HGF是由一個α鏈和β鏈組成的異二聚體，具有強烈絲裂原活性及細胞運動與形態(tài)調(diào)節(jié)功能，是目前所知的最強有力的肝細胞增殖因子。另外，活化的HSC在培養(yǎng)過程中過表達PPAR-γ或甾醇調(diào)節(jié)結合蛋白能使HSC發(fā)生逆轉。活化的HSC凋亡主要通過以下信號通路實現(xiàn)：Fas/Fas-L，p75/NGF，苯二氮卓類受體 (PBR/PBR2-L)及其他途徑。體外培養(yǎng)的HSC或MFB對于CD95和NK細胞分泌的TNF相關凋亡誘導配體 (TRAIL)很敏感，極易被誘導發(fā)生凋亡。肝細胞分泌的神經(jīng)生長因子 (NGF)通過p75/NGF信號通路也能誘導活化的HSC凋亡。有報道在肝纖維化過程中有NK細胞參與調(diào)節(jié)，在小鼠模型，用Anti-asialo-GM1去除NK細胞作用后能加速肝纖維化進程;相反，用聚肌胞 (poly-IC)，一種TLR3配體活化NK細胞則能延緩肝纖維化進程。對于表達NK細胞活化受體NKG2D的活化型HSC，NK細胞的殺傷作用則受到限制。臨床上觀察肝移植患者也發(fā)現(xiàn)了同樣的現(xiàn)象，肝移植患者用了環(huán)孢素、糖皮質(zhì)激素等免疫抑制劑后肝纖維化進程加快［20］。

基質(zhì)金屬蛋白酶 (MMP)是一類鋅離子依賴性內(nèi)源性蛋白水解酶，主要功能是降解ECM和基底膜。MMP分為以下幾類：①間質(zhì)膠原酶 (MMP-1、-8、-13、-18);②明膠酶(MMP-2、-9);③基質(zhì)降解酶 (MMP-3、-7、-10、-11);④膜型 MMPs(MMP-14、-15、-16、-17、-24、-25);⑤金屬彈性蛋白酶 (MMP-12)。HSC分泌MMP-2、-9和-13(在人類為MMP-1)。因為MMP-1是分解Ⅰ型膠原蛋白最關鍵的膠原酶，是改善肝纖維化的主要元素;然而，MMP活性也調(diào)節(jié)TIMP的活性，局部MMP和TIMP的平衡是肝纖維化的關鍵［21］。有研究發(fā)現(xiàn)肝纖維化患者血液中T細胞衍生的微粒能誘導HSC的纖維分解能力［22］。

4 肝纖維化的治療

抗肝纖維化治療策略包括以下幾點：①調(diào)控HSC和MFB活化;②抑制膠原蛋白積累;③抑制HSC和MFB增殖。抑制HSC的活化是減緩纖維化進展的關鍵。活化的Kupffer細胞引起的氧化應激或肝細胞損傷都會誘導HSC活化。抗氧化劑如維生素E等抑制HSC激活，保護肝細胞，從而減輕實驗性肝纖維化。因此，抗氧化劑是治療肝纖維化的一種選擇。一些能抑制HSC活化過程中重要信號轉導的物質(zhì)也有治療肝纖維化的可能，如磷酸二酯酶抑制劑己酮可可堿 (pentoxifylline，PTX)。臨床上用于清除HCV和HBV的IFN(干擾素)-α和β能通過胞內(nèi)信號分子調(diào)節(jié)膠原蛋白基因的表達，比如信號轉導蛋白、轉錄激活物-1(Stat-1)和p300。聚乙二醇-IFN-α在循環(huán)中比傳統(tǒng)的IFN存留更長時間，而且活化依賴I型IFN受體的Janus kinase/Stat-1信號通路，結果HSC活化受到更強抑制。如IL-10抑制肝纖維化表現(xiàn)在上調(diào)MMP基因的表達及抑制HSC合成膠原的功能。

盡管現(xiàn)在肝纖維化方面已經(jīng)取得很大進步，尤其是肝纖維化分子調(diào)控機制的建立以及基因治療。但是肝纖維化過程涉及多因子及多信號通路相互交錯，它們之間是怎么相互作用，孰輕孰重，目前為止還沒有統(tǒng)一的答案。當前針對TGF-β、gremlin1、PDGF、CTGF(結締組織生長因子)等因子的基因調(diào)節(jié)治療尤為引人注目，顯示出巨大的潛力，相信在不久的將來，基因治療會成為治療肝纖維化的主導方向。

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