謝 偉 寸向農(nóng) 楊開(kāi)明 審校

1（大理學(xué)院 臨床醫(yī)學(xué)院外六科，大理 671000）

2（大理學(xué)院 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，大理 671000）

肝臟作為人體的重要器官，具有合成、解毒、代謝、分泌、生物轉(zhuǎn)化以及免疫防御等功能。當(dāng)肝臟受到各種因素（如病毒、酒精、藥物等）作用引起嚴(yán)重?fù)p害后，會(huì)造成肝細(xì)胞大量壞死，導(dǎo)致上述功能發(fā)生嚴(yán)重障礙而出現(xiàn)肝衰竭（liver failure），其原因在亞洲國(guó)家以病毒（尤其是HBV）感染多見(jiàn)，而在歐美國(guó)家則以藥物和毒性物質(zhì)中毒為主［1］。肝衰竭的形成機(jī)制有細(xì)胞代謝紊亂學(xué)說(shuō)、免疫反應(yīng)學(xué)說(shuō)、內(nèi)毒素二次打擊學(xué)說(shuō)、微循環(huán)障礙學(xué)說(shuō)等等，部分解釋了肝功能衰竭的發(fā)病機(jī)理，但無(wú)論是哪一種學(xué)說(shuō)，在肝衰竭的治療過(guò)程中，如何促進(jìn)肝細(xì)胞再生是挽救肝功能的關(guān)鍵。肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子（hepatocyte growth factor，HGF）為一種小分子多肽物質(zhì)，具有促進(jìn)肝細(xì)胞再生和抑制肝細(xì)胞凋亡的功能，作用機(jī)制是通過(guò)與其受體c－Met形成信號(hào)通路，影響著肝細(xì)胞再生的微環(huán)境（microenvironment）形成。肝細(xì)胞受損時(shí)，HGF 的合成和分泌會(huì)增加，血清HGF 的升高，可作為肝臟受損的檢測(cè)指標(biāo)之一［2］。肝再生（liver regeneration，LR）是一個(gè)受精密調(diào)控、非常復(fù)雜的多重細(xì)胞進(jìn)程，部分肝切除（partial hepatectomy，PH）或肝損傷后，肝細(xì)胞數(shù)量急劇減少，各種反饋信號(hào)刺激處于G0 期的肝細(xì)胞進(jìn)行增殖，殘肝細(xì)胞通過(guò)細(xì)胞增殖由基本不生長(zhǎng)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭焖偕L(zhǎng)狀態(tài)，以補(bǔ)償丟失、損傷的肝組織和恢復(fù)肝臟的生理功能。但肝再生并非是切除的肝臟重新生出，而是由剩余的肝葉代償性的增大直至恢復(fù)原有肝的質(zhì)量和體積，恢復(fù)后肝細(xì)胞的再生根據(jù)肝臟的重量與個(gè)體體重比例來(lái)決定再生是否停止［3］。因此肝再生被分為啟動(dòng)、增殖和終止三階段［4］，各個(gè)階段參與調(diào)控的細(xì)胞因子均不同，其再生的啟動(dòng)是由于肝損傷后肝微環(huán)境發(fā)生了改變，啟動(dòng)了再生的分子調(diào)控機(jī)制和多條信號(hào)通路，包括HGF 與其受體c－Met形成的信號(hào)HGF／c－Met，參與調(diào)控對(duì)死亡受損細(xì)胞的清除和對(duì)損傷較輕細(xì)胞的修復(fù)以及通過(guò)存活細(xì)胞的增殖來(lái)實(shí)現(xiàn)肝的再生。因此，促進(jìn)肝再生的細(xì)胞內(nèi)、外信號(hào)的研究，對(duì)于如何將已損害的肝微環(huán)境轉(zhuǎn)變成有利于其再生的微環(huán)境，從而能夠促進(jìn)肝再生，減少對(duì)肝移植的需求來(lái)挽救更多的功能?chē)?yán)重受損和衰竭的肝臟，是目前肝再生的研究趨勢(shì)和熱點(diǎn)。

1 HGF 及受體c－Met的分子結(jié)構(gòu)和生物學(xué)特性

1.1 HGF的結(jié)構(gòu)和生物學(xué)特性

HGF 由位于人類(lèi)第7 號(hào)染色體長(zhǎng)臂（7q21.1）的hgf基因編碼，其結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)是含728 個(gè)氨基酸的肝素結(jié)合糖蛋白。HGF包含了6個(gè)結(jié)構(gòu)域：氨基末端結(jié)構(gòu)域、4 個(gè)Kringle結(jié)構(gòu)（扣環(huán)結(jié)構(gòu)）域、類(lèi)絲氨酸蛋白酶結(jié)構(gòu)域（SPH）。HGF 在體內(nèi)以單鏈前體被合成，在蛋白水解酶作用下水解成有活性的雙鏈分子，成熟的HGF（活性形式）在非還原狀態(tài)下由30 kD 的α鏈和60kD 的β鏈經(jīng)一對(duì)二硫鍵連接而成的異二聚體，具有活化c－Met的功能［5］。其中，4 個(gè)Kringle結(jié)構(gòu)域與纖溶酶原結(jié)構(gòu)相似；而類(lèi)絲氨酸蛋白酶結(jié)構(gòu)域（SPH）與擴(kuò)散因子（Scatter Factor，SF）有同源性，由同一基因編碼，這種結(jié)構(gòu)的特異性可能與HGF 的促細(xì)胞運(yùn)動(dòng)作用有關(guān)。

HGF 最早是1984年由Nakamura等人發(fā)現(xiàn)從肝臟70%切除后的小鼠模型血漿中提取出來(lái)的一種能促進(jìn)肝細(xì)胞DNA 合成與增殖的細(xì)胞因子，因其能刺激原代培養(yǎng)中肝細(xì)胞的生長(zhǎng)和合成，故將其命名為HGF。多種器官組織如肝、肺、腎等都可以產(chǎn)生HGF，但主要由間質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生。在肝內(nèi)，HGF可由Kupffer細(xì)胞、血竇內(nèi)皮細(xì)胞和肝星狀細(xì)胞產(chǎn)生，而肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞不產(chǎn)生HGF［6］。HGF 能刺激肝細(xì)胞的DNA 合成，且在肝再生過(guò)程中起重要作用，它是目前已知的最強(qiáng)的肝再生促進(jìn)劑（Promoter of liver regeneration），具有促進(jìn)細(xì)胞增殖和細(xì)胞保護(hù)作用［7］。

1.2 c－Met受體的結(jié)構(gòu)和生物學(xué)特性

c－Met位于人類(lèi)7 號(hào)染色體長(zhǎng)臂（7q31）。c－Met胞外域具有1個(gè)SEMA 域和1個(gè)花柄樣結(jié)構(gòu)，前者由β螺旋組成，后者由4 個(gè)Ig區(qū)構(gòu)成，二者被一個(gè)小的富含胱氨酸的區(qū)域（CR）分離。此外，c－Met還有一個(gè)富含半胱氨酸的模體（motif）和1 個(gè)羧基末端的序列構(gòu)成，稱(chēng)為c－Met相關(guān)序列（MRS），組成了該傳導(dǎo)信號(hào)的下游。c－Met受體是其編碼的跨膜蛋白，由50kD 的α鏈和145kD 的β鏈經(jīng)二硫鍵相連形成的異二聚體蛋白，α 鏈位于細(xì)胞外，β 鏈跨膜存在，并有酪氨酸激酶位點(diǎn)，屬Ⅱ型酪氨酸激酸酶受體，通過(guò)酪氨酸磷酸化誘發(fā)信息傳導(dǎo)。

1984 年，Cooper等在研究人骨肉瘤Hos細(xì)胞系時(shí)，克隆出了一個(gè)具有轉(zhuǎn)化活性的片段，定名為c－Met。1987 年，Park 等 報(bào)道了c－Met 的cDNA 序列，并確定c－Met屬于酪氨酸激酶家族。1991 年，Bottaro等研究證實(shí)了HGF 和c－Met的關(guān)系：受體c－Met為HGF 特異性膜表面受體，介導(dǎo)HGF 所有的生物學(xué)作用，具有酪氨酸激酶活性，參與細(xì)胞信息傳導(dǎo)、細(xì)胞骨架重排的調(diào)控，是細(xì)胞增殖、分化、形態(tài)發(fā)生和侵襲運(yùn)動(dòng)的重要因素。Huh 等通過(guò)敲除c－Met基因小鼠研究發(fā)現(xiàn)，c－Met基因在肝臟缺失會(huì)嚴(yán)重影響肝細(xì)胞的存活和肝組織的修復(fù)［8］。

2 HGF及受體c－Met信號(hào)通路在肝再生中的作用機(jī)制

作為肝再生重要的信號(hào)調(diào)控，HGF 的生物學(xué)作用不是直接發(fā)揮的，而是通過(guò)原癌基因c－Met編碼的跨膜酪氨酸激酶受體的磷酸化實(shí)現(xiàn)的［9］。HGF與c－Met受體結(jié)合引起c－Met胞質(zhì)內(nèi)酪氨酸殘基的自身磷酸化，酪氨酸殘基（Tyr1234，Tyr235）的磷酸化激活了c－Met胞質(zhì)內(nèi)蛋白激酶結(jié)構(gòu)域中酪氨酸激酶（PTK），激活的PTK 可引起c－Met羧基末端Tyr349和Tyr356的自身磷酸化，隨后，使胞漿信使蛋白質(zhì)磷酸化，從而啟動(dòng)包括Ras／MAPK 和PI32K／PKB 在內(nèi)的多條信號(hào)傳導(dǎo)通路的激活，將增殖信號(hào)傳至細(xì)胞核內(nèi)，通過(guò)調(diào)節(jié)特定基因的表達(dá)而促進(jìn)肝細(xì)胞的再生［10］。c－Met信號(hào)途徑的激活誘導(dǎo)大量肝細(xì)胞出現(xiàn)有絲分裂、形態(tài)學(xué)改變和抗凋亡活性，從而在肝臟再生中發(fā)揮重要作用［11］。其次，HGF 通過(guò)與其受體c－Met的結(jié)合后引起酪氨酸磷酸化來(lái)提高肝細(xì)胞內(nèi)游離鈣離子濃度，進(jìn)而影響肝細(xì)胞游走、生長(zhǎng)及表型變化，促進(jìn)肝細(xì)胞的生長(zhǎng)。

D＇Erricot A 等研究認(rèn)為，肝細(xì)胞再生取決于肝細(xì)胞表面細(xì)胞膜上c－Met的激活，而不是單純HGF分泌的增加［12］。研究發(fā)現(xiàn)，HGF 及其受體c－Met在肝衰竭和肝大部切除兩種動(dòng)物模型肝組織中存在著表達(dá)差異。肝大部切除大鼠模型血清中HGF 水平和肝細(xì)胞表面c－Met表達(dá)都升高，而肝衰竭大鼠模型僅有血清HGF 水平的升高，其肝細(xì)胞c－Met表達(dá)無(wú)顯著性變化，表明肝細(xì)胞再生需要c－Met的激活。HGF 分泌或c－Met蛋白表達(dá)的減少都不利于肝細(xì)胞的再生，肝衰竭患者體內(nèi)HGF 水平持續(xù)升高，而殘存肝細(xì)胞c－Met蛋白表達(dá)的“失代償”為肝細(xì)胞再生障礙的主要原因之一［13］。

3 HGF 及受體c－Met信號(hào)在肝再生中的調(diào)控機(jī)制及作用

HGF 是一種具有多重功能的細(xì)胞生長(zhǎng)因子，與其受體c－Met結(jié)合后可激發(fā)多種生物學(xué)反應(yīng)，從而調(diào)節(jié)肝細(xì)胞的增殖、分化、形態(tài)發(fā)生和侵襲運(yùn)動(dòng)等。目前已經(jīng)證實(shí)，HGF 在肝再生中的調(diào)控作用包括：①啟動(dòng)肝再生。肝再生是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過(guò)程，大量的細(xì)胞因子參與了肝再生的調(diào)節(jié)，許多研究結(jié)果證明，HGF／c－Met信號(hào)參與了肝再生的啟動(dòng)并在肝細(xì)胞增殖過(guò)程中起重要調(diào)控作用；②促進(jìn)肝細(xì)胞分裂。在對(duì)HGF 生物活性測(cè)定的觀察中發(fā)現(xiàn)，HGF 對(duì)肝細(xì)胞DNA 的合成具有刺激作用，HGF在原代肝細(xì)胞無(wú)血清培養(yǎng)中可刺激肝細(xì)胞DNA 合成，從而促進(jìn)肝細(xì)胞分裂。HGF 通過(guò)門(mén)靜脈注射，可在體內(nèi)刺激肝細(xì)胞DNA 合成；③促肝細(xì)胞運(yùn)動(dòng)作用。HGF 與SF 結(jié)構(gòu)具有同源性，因此，HGF 具有類(lèi)似SF 的“擴(kuò)散”功能。研究發(fā)現(xiàn)，在一些上皮細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞培養(yǎng)體系中加入不同濃度的HGF均可促進(jìn)細(xì)胞擴(kuò)散和遷移。一般而言，HGF 對(duì)一種細(xì)胞若有促分裂作用則無(wú)促運(yùn)動(dòng)作用，但肝細(xì)胞例外，HGF 既可促進(jìn)肝細(xì)胞分裂又可促進(jìn)肝細(xì)胞運(yùn)動(dòng)。HGF的這種不同作用可能是通過(guò)不同受體而實(shí)現(xiàn)的，這方面的資料還有待進(jìn)一步探索研究。

4 HGF與受體c－Met信號(hào)調(diào)控肝再生作用的臨床應(yīng)用

4.1 部分肝切除（partial hepatectomy，PH）術(shù)后

PH 仍是目前治療肝癌的有效方法之一。因殘余肝組織的功能和生理活性明顯降低，術(shù)后患者往往較難恢復(fù)，因此如何促進(jìn)肝組織再生對(duì)肝癌切除后的臨床治療有較高價(jià)值。HGF 是一種有效的肝細(xì)胞有絲分裂原（Liver cell mitogen），已成為當(dāng)今PH 術(shù)后肝組織再生和功能恢復(fù)研究的熱點(diǎn)。PH能有效誘導(dǎo)殘余肝組織HGF 基因表達(dá)和細(xì)胞源性HGF 含量增加，其作用膜受體c－Met（靶位）的激活參與HGF 誘導(dǎo)的肝再生調(diào)控，介導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)下游信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)（Intracellular signaling cascade），啟動(dòng)殘余肝組織DNA 合成和再生調(diào)控，從而促進(jìn)PH術(shù)后肝再生。

4.2 肝移植

活體肝移植的臨床應(yīng)用及技術(shù)上的日趨成熟在一定程度上緩解了供肝匱乏的矛盾。但是臨床資料表明，成人間活體肝移植的生存率遠(yuǎn)低于兒童。供肝與受體比例的不匹配，是導(dǎo)致成人間活體肝移植后移植肝功能損害的關(guān)鍵原因。研究發(fā)現(xiàn)，建立大鼠小體積肝移植模型，輸注表達(dá)人肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子（human hepatocyte growth factor，hHGF）的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（mesenchymal stem cells，MSCs），HGF／MSCs在移植早期對(duì)小移植肝具有促再生作用，其促肝再生作用包括：①改善小體積肝移植大鼠的肝功能，促進(jìn)小體積肝移植肝再生；②改善肝功能經(jīng)由產(chǎn)生hHGF 和上調(diào)其受體c－Met途徑；③促進(jìn)肝細(xì)胞的增殖，抑制其凋亡，從而提高小體積肝移植大鼠的生存率［14］。

4.3 肝硬化（liver cirrhosis）等各種慢性肝病

肝硬化是臨床上常見(jiàn)的慢性進(jìn)行性肝病，由一種或多種病因長(zhǎng)期或反復(fù)作用形成的彌漫性肝損害。在我國(guó)大多數(shù)肝硬化患者為肝炎后肝硬化，少部分為酒精性肝硬化和血吸蟲(chóng)性肝硬化。肝纖維化是多種慢性肝病發(fā)展至肝硬化的共同病理基礎(chǔ)，在藥物、病毒、酒精、自身免疫等各種致病因素作用下所致的持續(xù)或反復(fù)的肝實(shí)質(zhì)炎癥、壞死，同時(shí)引起間質(zhì)細(xì)胞及細(xì)胞間質(zhì)增多，尤其是細(xì)胞外基質(zhì)蛋白合成增加，而其降解活性相對(duì)或絕對(duì)不足，導(dǎo)致肝纖維結(jié)締組織大量增生，形成肝纖維化（Liver fibrosis）［15］。肝纖維化是可逆性病變，但一旦發(fā)展到肝硬化階段，將是一個(gè)不可逆過(guò)程，目前臨床上缺乏有效的臨床治療藥物。研究已經(jīng)證明，HGF 可以促進(jìn)肝細(xì)胞增殖，抑制肝纖維化的形成［16］。目前對(duì)肝纖維化的研究已從細(xì)胞水平進(jìn)入到了分子水平。研究結(jié)果證實(shí)，肝損傷發(fā)生后，肝臟間質(zhì)細(xì)胞分泌HGF并激活原癌基因c－Met的表達(dá)，通過(guò)增加HGF／c－Met系統(tǒng)的表達(dá)水平，可以拮抗肝纖維化、誘導(dǎo)新生血管形成、促進(jìn)肝組織細(xì)胞的再生。因此，肝硬化時(shí)血清中HGF／c－Met的水平明顯高于正常水平。外源性的給予重組的HGF 或促進(jìn)HGF 的基因表達(dá)可以促進(jìn)肝硬化肝功能恢復(fù)，同時(shí)HGF 還可改善肝硬化的血小板減少，因此HGF 是治療肝硬化具有較好應(yīng)用前景的重要細(xì)胞因子。

5 展望

HGF／c－Met信號(hào)傳導(dǎo)通路廣泛存在于各種細(xì)胞中，HGF 在促進(jìn)肝細(xì)胞再生的同時(shí)還參與正常組織的損傷后修復(fù)、細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)以及腫瘤的形成、浸潤(rùn)和轉(zhuǎn)移、分化及腫瘤血管形成中都發(fā)揮重要的作用。因HGF 能促進(jìn)新生血管形成，其對(duì)創(chuàng)傷愈合等與血管生成的其他疾病也存在著很好的治療作用［17－19］。近年來(lái)的實(shí)驗(yàn)研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，HGF 除了用于肝臟疾病治療外，還可應(yīng)用于腎、肺、心血管、中樞神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)等方面的疾病治療［20］。總之，HGF 是一個(gè)對(duì)多種系統(tǒng)器官疾病進(jìn)行細(xì)胞生物學(xué)治療有著很大潛能的細(xì)胞因子，但在這方面的研究深度和廣度還有待進(jìn)一步深入，尤其是HGF 的分子調(diào)控機(jī)制可能存在著通過(guò)與不同受體結(jié)合而存在有不同的通路，目前仍然不清楚。隨著對(duì)HGF／c－Met信號(hào)研究的進(jìn)一步深入，HGF 在臨床治療的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越廣。

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