卜 月，席宏杰

哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院麻醉科，黑龍江 哈爾濱150086

1 肝臟缺血再灌注損傷(hepatic ischemia reperfusion injury，HIRI)

HIRI 常見于休克、需要阻斷肝臟血流的肝外科手術(shù)以及肝移植術(shù)等病理生理過程中。HIRI 早期主要是由Kupffer 細(xì)胞介導(dǎo)。Kupffer 細(xì)胞產(chǎn)生活性氧，活性氧有殺菌的作用，同時也有損害肝細(xì)胞的作用;Kupffer 細(xì)胞可產(chǎn)生多種細(xì)胞因子，如TNF-α、IL-10 等損害肝細(xì)胞;Kupffer 細(xì)胞可釋放組織因子，啟動凝血系統(tǒng)，引起凝血，使肝的微循環(huán)障礙，損害肝細(xì)胞。HIRI 晚期以中性粒細(xì)胞介導(dǎo)為主，釋放大量的炎性細(xì)胞因子和趨化因子。大量的中性粒細(xì)胞在肝臟內(nèi)浸潤，并釋放大量氧自由基及蛋白酶，大量的中性粒細(xì)胞還可阻塞肝竇，出現(xiàn)“無灌流”現(xiàn)象，加重肝臟微循環(huán)障礙。細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路及相關(guān)靶蛋白的活性在HIRI 中也具有重要的作用，如MAPK 家族、PI-3K/Akt、Toll 樣受體、STAT3 等。

2 血紅素加氧酶-1(heme oxygenase-1，HO-1)

HO 有三種不同的亞型(HO-1、HO-2 和HO-3)。HO-1 是HO 的誘導(dǎo)型，也稱熱休克蛋白32(HSP32)，廣泛地分布于很多組織當(dāng)中。HO-1 高表達(dá)對心、肝、腎等多個臟器和組織缺血再灌注損傷有保護(hù)作用，表現(xiàn)為多形性中性粒細(xì)胞、T 淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞浸潤明顯減輕，促炎因子IL-1、IL-6 及MCP-1 水平顯著下降。HO-1 的高表達(dá)還可以抑制內(nèi)皮細(xì)胞凋亡，增加局部灌注量，改善微循環(huán)。

3 HO-1 在HIRI 中的機制

3.1 HO-1 及其降解產(chǎn)物的作用 HO-1 及其酶解產(chǎn)物膽綠素、CO、轉(zhuǎn)鐵蛋白共同發(fā)揮著抗氧化、抗炎、抑制細(xì)胞凋亡、抑制血小板聚集及改善組織微循環(huán)等作用。HO-1 是細(xì)胞受損時維持氧化和抗氧化動態(tài)平衡的關(guān)鍵因素。膽綠素是人體血清中主要的具有抗氧化活性的物質(zhì)，具有很強的抗氧化性能，可以保護(hù)細(xì)胞免受缺血再灌注所帶來的氧化性損傷?？梢詼p少內(nèi)皮細(xì)胞中黏附分子的表達(dá)，抑制炎性細(xì)胞的聚集［1］。CO是HO-1 系統(tǒng)發(fā)揮生物活性作用的主要物質(zhì)，其作用類似于NO，包括舒張血管，提供抗氧化、抗炎、抗凋亡的作用以及抑制巨噬細(xì)胞的活化等，還包括促進(jìn)血管的生成［2］。

3.2 HO-1 和Kupffer 細(xì)胞 采用特定的單克隆抗體的免疫化學(xué)方法研究肝臟HO-1 的分布情況，證實其主要在Kupffer 細(xì)胞表面表達(dá)。并且，Devey 等［3］報道Kupffer 細(xì)胞的消除會導(dǎo)致HO-1 的表達(dá)消失，同時會增加肝臟對缺血再灌注損傷的敏感性。因此，Kupffer細(xì)胞表達(dá)的HO-1 水平在HIRI 中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。有研究證實，在HIRI 中，HO-1 的超表達(dá)可以通過較少促炎因子的生成而發(fā)揮保護(hù)HIRI 的作用，如TNF-α、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶和環(huán)氧合酶-2 的生成［4］，而這一作用主要是通過HO-1 抑制Kupffer 細(xì)胞的活化產(chǎn)生的。但也有文獻(xiàn)證實上調(diào)中心周圍的肝細(xì)胞HO-1 表達(dá)與Kupffer 細(xì)胞無關(guān)，而是依賴于ERK1/2通路的活化以及轉(zhuǎn)錄因子激活蛋白酶-1［5］。另外，F(xiàn)roh 等［6］證實HO-1 的超表達(dá)會使細(xì)胞更容易受到自由鐵的蓄積導(dǎo)致氧化應(yīng)激損傷，同時會加劇Kupffer 細(xì)胞的活化，從而增加炎癥因子和纖維化介質(zhì)的產(chǎn)生。因此，HO-1 的表達(dá)與Kupffer 細(xì)胞具有相關(guān)性，具有保護(hù)作用還是毒性作用需要未來更多的詳盡研究。

3.3 HO-1 和血小板 有作者證實通過鈷原卟啉誘導(dǎo)HO-1 的產(chǎn)生可以減少血小板向肝血竇內(nèi)皮細(xì)胞和Kupffer 細(xì)胞的黏附，并且?guī)缀蹩梢酝耆柚乖俟嘧⒊跗诟闻K的損傷［7］。因此，HO-1 的表達(dá)可以有效阻斷由血小板聯(lián)合Kupffer 細(xì)胞所導(dǎo)致的肝臟損傷。

3.4 HO-1 和微循環(huán) 吸入異氟烷可誘導(dǎo)大鼠肝臟HO-1 的蛋白及其mRNA 表達(dá)水平的上調(diào)，從而降低門靜脈壓力，在再灌注早期改善肝臟微循環(huán)［8］。

3.5 HO-1 在HIRI 中的其他機制 HO-1 基因受很多信號通路調(diào)控，如MAPKs、蛋白激酶C、存活通路磷脂?；? 激酶/絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶通路［9］。

3.5.1 HO-1 和MitoKATP(ATP 敏感性鉀通道):Mito KATP 是調(diào)節(jié)氧化磷酸化與ROS 產(chǎn)生的一種通道，例如降壓嗪可以通過開放ATP 敏感性鉀通道直接或間接上調(diào)HO-1 的表達(dá)，從而在HIRI 中發(fā)揮保護(hù)作用［10］。

3.5.2 HO-1 和PI3K/Akt(磷脂酰肌醇-3-羥基酶)及P38MAPK(P38 有絲分裂原活化的蛋白激酶):鼠在接受HO-1 基因轉(zhuǎn)染以后可以抵抗HIRI，而這一保護(hù)作用與增加肝內(nèi)的PI3K/AKt 的表達(dá)以及減少人體PTEN(10 號染色體缺失的磷酸酶及張力蛋白同源基因)的表達(dá)相關(guān)［11］。HO-1 通過P38MAPK 和PI3K/Akt 途徑增加轉(zhuǎn)錄活化因子-3(STAT-3)的活性，減弱Casepase-3 的活性發(fā)揮抗細(xì)胞凋亡效應(yīng)。

3.5. 3 HO-1 和STAT3(信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3):STAT3 是抗炎因子通路的關(guān)鍵介質(zhì)，也是HO-1 發(fā)揮保護(hù)作用的關(guān)鍵因子。有文獻(xiàn)證實在HO-1 基因轉(zhuǎn)染的大鼠通過激活STAT3，在鼠的熱缺血模型中提高肝細(xì)胞的功能。而當(dāng)STAT3 被敲除時，HO-1 的這一保護(hù)性作用消失［11］。

3.5.4 HO-1 和IL-10:HO-1 和IL-10 通路具有動態(tài)的相關(guān)性，并且這與HO-1 在HIRI 中保護(hù)作用息息相關(guān)［12］。HO-1 作為IL-10 下游的效應(yīng)分子之一參與介導(dǎo)了IL-10 的抗炎效應(yīng)［13］。IL-10 基因的轉(zhuǎn)染不僅可以逆轉(zhuǎn)HO-1 缺陷所造成的有害影響，從而減弱TLR4，減輕肝臟的損傷［14］。

3.5.5 HO-1 和TLR4(Toll 樣受體4):TLR4 信號在觸發(fā)肝臟的炎癥反應(yīng)和肝細(xì)胞損傷方面是必須具備的，破壞TLR4 途徑可以減輕缺血再灌注損傷和改善肝臟的功能［15］。另外，破壞TLR4 途徑可以增加HO-1的表達(dá)，所以，TLR4 可以作為HO-1 的抑制劑而存在［14］;而HO-1 表達(dá)的缺陷會增加TLR4 的表達(dá)，最終導(dǎo)致肝臟的炎性損傷。

4 HO-1 作為靶向治療手段及其發(fā)展前景

HO-1 的表達(dá)主要受轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控，包括決定細(xì)胞亞型的因子，如Nrf2、AP-1 及NF-κB 等。通過藥物和基因工程預(yù)處理的方法提高肝HO-1 的表達(dá)可以減輕HIRI。

4.1 藥物預(yù)處理 經(jīng)典的HO-1 誘導(dǎo)劑是金屬原卟啉、血紅素，經(jīng)常用于動物實驗以及細(xì)胞培養(yǎng)模型，因為其缺乏細(xì)胞特異性及具有嚴(yán)重的毒性，而在臨床應(yīng)用中受到了限制。

近年來，通過誘導(dǎo)HO-1 的產(chǎn)生發(fā)揮臨床作用的藥物數(shù)量逐漸增加，如尼古丁、他汀類藥物、多酚類物質(zhì)、諾多辛尼辛、谷氨酸鹽等［16-19］。谷氨酸鹽預(yù)處理后通過誘導(dǎo)HO-1 的產(chǎn)生而在HIRI 中發(fā)揮抗氧化和抗凋亡作用［17］。尼古丁通過誘導(dǎo)HO-1 的產(chǎn)生使α7乙酰膽堿煙堿受體活化而在HIRI 中發(fā)揮抗炎的作用［19］。但是這些藥物在發(fā)揮保護(hù)作用時也會對其他臟器產(chǎn)生一定的毒性作用，而在臨床中一些常用麻醉藥物，如七氟烷、異氟烷等在發(fā)揮麻醉作用的同時還可以起到保護(hù)肝臟的作用，并且對其他臟器無毒害作用。有實驗證實吸入1. 0 MAC 的異氟烷可以通過增加HO-1 的活性以及其在肝細(xì)胞的表達(dá)而使肝臟免受缺血再灌注損傷［20］。Beck-Schimmer 等［21］在隨機對照臨床試驗中發(fā)現(xiàn)七氟烷預(yù)處理可以通過上調(diào)HO-1 的含量來減輕患者肝臟手術(shù)中缺血再灌注所造成的損傷。

4.2 基因工程預(yù)處理 基因工程的方法進(jìn)行干預(yù)性治療及其療效明確的特點越來越引起大家的關(guān)注。有實驗證實可以通過提前使體內(nèi)定居的巨噬細(xì)胞在體外轉(zhuǎn)染保護(hù)性基因HO-1，然后在輸回體內(nèi)的方法增加HO-1 的表達(dá)，而發(fā)揮抗凋亡的作用。Shen 等［22］也證實在肝臟移植時，可以利用外源性的抗氧化HO-1 基因轉(zhuǎn)染體內(nèi)定居的巨噬細(xì)胞，從而減輕移植過程中炎癥反應(yīng)和移植前的HIRI 所帶來的損傷。

5 展望

綜上所述，HO-1 的超表達(dá)對保護(hù)肝臟免受缺血再灌注損傷發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。因此，將其作為治療的靶點是一項極其具有前景的治療和干預(yù)手段［19］。如果能將其具體的作用機制研究得更加透徹，則更加有利于我們在臨床中對其進(jìn)行干預(yù)及相關(guān)藥物的研究，從而積極應(yīng)對肝臟外科手術(shù)所帶來的損傷，促進(jìn)肝臟外科手術(shù)的發(fā)展。

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