周新玲 劉煥星

(1.泰山醫(yī)學院，山東 泰安 271016；2.泰山醫(yī)學院附屬泰山醫(yī)院，山東 泰安 271000)

近年來, 細胞因子對肝臟疾病的作用越來越受到人們的關注。肝硬化是消化系常見病，也是后果嚴重的疾病。肝硬化時肝細胞結節(jié)狀增生及組成肝癌梁索的細胞層次增加；過量纖維結締組織增生等可以造成細胞的缺氧微環(huán)境。在缺氧條件下，缺氧誘導因子1(HIF-1)能激活多種缺氧反應性基因的表達, 是目前發(fā)現(xiàn)的唯一的特異性低氧狀態(tài)下發(fā)揮活性的核轉錄因子[1]。血管內皮生長因子(VEGF)是目前已知的最關鍵的血管生成促進因子, 其在低氧環(huán)境中的表達受HIF-1的調控[2]?，F(xiàn)就其研究進展及兩者的相關性作一綜述。

肝硬化(hepatic cirrhosis)是臨床常見的慢性進行性肝病，由一種或多種病因長期或反復作用形成的彌漫性肝損害。病理組織學上有廣泛的肝細胞壞死、殘存肝細胞結節(jié)性再生、結締組織增生與纖維隔形成，導致肝小葉結構破壞和假小葉形成，肝臟逐漸變形、變硬而發(fā)展為肝硬化。

1 缺氧誘導因子-1α(HIF-1α)和VEGF

1.1HIF-1α

HIF-1是目前發(fā)現(xiàn)的唯一的一個特異性缺氧狀態(tài)下發(fā)揮活性的核轉錄因子，參與60余種基因的轉錄調節(jié)。HIF-1首先是由Semenza和Wang于1992年首次在缺氧的肝癌細胞中發(fā)現(xiàn)的[3]。是由缺氧、CoCl2、去鐵胺等誘導細胞產生的一種核蛋白，由α、β亞基組成，兩者都屬于bHLH-PAS( basic-helix-loop-helix-per-amt-sim)家族蛋白。HIF-1α是調節(jié)亞單位，決定HIF-1的活性，對氧的依賴性較強，既是氧調節(jié)亞基又是活性亞基，對調節(jié)微環(huán)境中的氧平衡起主要作用。常氧狀態(tài)下，細胞雖然不斷地合成HIF-1α，但由于它受泛素蛋白酶體系統(tǒng)(ubiquitin-proteasome system)的作用而迅速被降解，很難檢測到[4]。缺氧狀態(tài)下，HIF-1α的泛素化急劇減少，并從胞漿轉位至胞核內，與HIF-1β結合形成異二聚體，成為有活性的HIF-1復合物，再結合到其靶基因的啟動子或增強子的缺氧反應元件(hypoxia response element，HRE)上，從而可在轉錄水平調控諸多靶基因的表達，參與維持細胞、組織、機體氧平衡的各種基因的轉錄[5]。HIF-1主要通過4種途徑激活、啟動靶基因的表達,以使細胞適應缺氧[6]: (1)增加轉鐵蛋白及其受體、血紅素加氧酶1和紅細胞生成素等基因及產物的表達促進紅細胞增殖, 以增加全身組織氧的輸送；(2)促進誘導型一氧化氮合酶、血管內皮生長因子(VEGF)等合成, 從而促使血管擴張和新血管的生成以增加局部組織氧供；(3)促進與葡萄糖運輸和利用有關的靶基因, 如葡萄糖轉運蛋白1以及與糖酵解相關的酶如醛縮酶A、C, 烯醇化酶1等的合成, 從而增強糖酵解[7], 以提高細胞在低氧情況下的代謝適應能力；(4)促進胰島素樣生長因子2等的合成, 調節(jié)細胞生長、代謝, 促進細胞增殖和存活。

1.2血管內皮生長因子(VEGF)

VEGF由Leung等首先從牛垂體濾泡細胞cDNA文庫中用多克隆雜交系列分析克隆。它由某些腫瘤細胞分泌, 通過與血管內皮上的相應受體結合促進內皮細胞增殖, 同時可增加血管通透性使內皮細胞遷移, 誘導腫瘤血管生成, 維持腫瘤的繼續(xù)生長, 是目前發(fā)現(xiàn)的最強烈的血管生成因子, 與諸多生理及病理過程有關[8]。

VEGF屬血小板源性生長因子家族的生長因子，是高度保守的同源二聚體糖蛋白。是一種受低氧誘導的血管內皮細胞特異的有絲分裂原，可刺進血管內皮細胞分裂、誘發(fā)血管形成及增加血管通透性。HIF-1可通過與VEGF上的低氧反應元件結合從而促進其表達。其表達量與環(huán)境氧濃度密切相關，常氧時VEGF呈低表達，其主要作用是維持血管密度平衡；低氧時其表達顯著增高，血液中的VEGF與受體結合，從而激活胞內酪氨酸激酶，啟動下游細胞信號級聯(lián)，促進微血管的生成。

目前已證實VEGF是內皮細胞選擇性有絲分裂原, 除能增加內皮細胞胞漿內Ca2+的濃度及使微血管(主要是毛細血管后靜脈及小靜脈) 對大分子物質的通透性增高外, 尚能從多種途徑使內皮細胞形態(tài)呈細長狀并刺激其復制, 刺激葡萄糖轉運入內皮細胞, 促使內皮細胞、鼠單核細胞和胎牛成骨細胞移位, 能改變內皮細胞基因激活的模式, 上調纖維蛋白溶解酶原激活劑(包括尿激酶型及組織型)及其抑制劑PAI-I的表達, 誘導其他內皮細胞蛋白酶, 間質膠原酶和組織因子的表達[9]。

1.3HIF-1α與肝硬化

HIF-1不僅在正常肝臟的低氧代謝中具有關鍵作用, 而且在肝臟炎性活動中也起到了重要作用。肝臟受損及繼發(fā)炎癥時, 均伴有缺氧現(xiàn)象[10]。王海平、陳孝平等[11]對146例手術切除后的肝硬化和肝癌標本進行連續(xù)切片和免疫組織化學檢測，結果顯示：HIF-1α在肝硬化肝細胞、肝癌細胞、腫瘤新生血管內皮、新生膽管上皮中普遍表達。HIF-1α主要位于胞漿中，部分胞核中也有表達。HIF-1α在肝硬化組織中普遍表達,可能與下列因素有關:(1)肝組織的缺血,缺氧使HIF-1α表達上調, 如小葉中央靜脈周圍肝細胞缺氧明顯, 這些部位細胞HIF-1α表達更強。(2)一些病理情況下，組織結構異常和血液動力學紊亂使細胞存在缺氧微環(huán)境: 如肝硬化時肝細胞結節(jié)狀再生, 肝結締組織增生, 假小葉形成使血管系統(tǒng)失去原有的血供特性, 同時伴有新生血管的形成；大量肝細胞壞死后纖維結締組織增生, 剩余的肝細胞完全失去原結構特點, 肝細胞周圍瘢痕化, 使血供顯著減少, 此時HIF-1α的表達顯示強陽性。

1.4VEGF與肝硬化

血管內皮生長因子(VEGF)是目前所知道的最重要的直接作用于血管內皮細胞的生長因子，可特異性地促進內皮細胞分裂、增殖和移動，增加血管通透性，在血管形成中起重要作用[12]。VEGF的表達廣泛見于腫瘤及非腫瘤的病理過程中，其表達與作用與轉化生長因子B(TGF-B),血小板源性生長因子(PDGF)，NO及一些重金屬離子有關，還受缺血和缺氧環(huán)境的調節(jié)[13-14]。李曉虹等人[15]采用酶聯(lián)免疫法分別測定慢性乙肝、肝纖維化、肝硬化病人的血清VEGF值，結果證實：隨著肝纖維化、肝硬化的不斷發(fā)展，患者血清VEGF水平逐漸升高，肝纖維化組明顯高于肝炎組，肝硬化組明顯高于肝纖維化組。其可能原因考慮為肝纖維化患者局部病變肝組織不可避免地存在不同程度的缺氧，而刺激活化肝細胞、肝星狀細胞，它們繼而通過自分泌和旁分泌的方式產生很多細胞因子，從而導致VEGF水平增高。至肝硬化階段，肝組織缺血缺氧進一步加重，同時肝細胞壞死進一步增多，釋放出更多的炎性介質，刺激存活的肝細胞和肝星狀細胞合成分泌更多的VEGF，幫助有效血管網(wǎng)的形成，有利于肝組織的再生[16]。VEGF水平增高可以幫助肝組織中形成有效的血管網(wǎng)以代償肝硬化病變所造成的缺血缺氧狀態(tài)[17]。由此提示, VEGF在肝硬化發(fā)病中起到一定保護作用, 這保護作用可能是通過其改善肝組織的缺血缺氧來實現(xiàn)的。

肝硬化不僅是肝炎的重要病理轉歸過程, 也是肝癌的癌前病變, 而肝纖維化和假小葉形成是肝硬化的重要病理改變。肝纖維化過程與新生血管的生成密切相關, VEGF在新生血管生成過程中的作用至關重要。VEGF的表達增加使血管生成增加, 而血管生成是纖維間隔形成的重要病理過程, 同時大量的纖維組織增生需要新生血管提供營養(yǎng)支持, 因此VEGF表達增加促進了肝纖維化的發(fā)展[19]。

2 VEGF與HIF-1α表達的關系

鄧琰等[19]通過對肝硬化門靜脈高壓癥大鼠的研究表明：隨著肝硬化程度的加重, VEGF的表達有增高趨勢。這說明, VEGF在肝硬化進展過程中起著重要作用。而H IF-1作為VEGF的上游調控因子, 在肝硬化進展過程中也可能起著更為重要的作用。

王海平、 陳孝平[11]等通過連續(xù)切片進行組織細胞定位, 對HIF-1α和VEGF在同一組織細胞中的表達進行相關分析發(fā)現(xiàn),肝硬化中兩者的表達強弱呈強正相關(r=0.923,P<0.001),而且胞漿、胞核中的表達高度一致。VEGF是HIF-1α的一個主要靶基因。在研究比較同一組織中HIF-1α和VEGF的表達后發(fā)現(xiàn), 肝硬化及肝癌中VEGF 與HIF-1α表達呈正相關, 因此可以認為VEGF是依賴于HIF-1α表達的。

3 展 望

肝癌是死亡率僅次于胃癌、食道癌的第三大常見惡性腫瘤，我國的肝癌多在肝硬化的基礎上發(fā)展而來，目前我國發(fā)病人數(shù)約占全球的半數(shù)以上，占全球肝癌病人的55%，已經成為嚴重威脅我國人民健康和生命的一大殺手，其危險性不容小視。而肝硬化的早期癥狀并不明顯，在發(fā)生輕微病變的時候，大部分健康的組織尚能夠應付日常代謝活動的需要，所以不容易發(fā)生不適的癥狀。很多肝病患者正是忽視了肝病的早期表現(xiàn)，所以肝硬化病情加重。最新的醫(yī)療權威統(tǒng)計顯示，50%肝硬化患者發(fā)現(xiàn)都是在晚期肝硬化或者肝癌，所以這也是肝硬化死亡率高的原因之一。肝硬化的起病與病程發(fā)展一般均較緩慢，可隱伏3～5年或數(shù)十年之久。

隨著一些因子比如HIF-1與VEGF與腫瘤作用機制的研究的進一步深入，可能通過抗體或基因水平干預這些因子及其受體的作用，可以抑制細胞缺氧及血管生成，從而達到抑制腫瘤血管生成，抑制腫瘤生長，防止肝硬化向肝癌進展的可能。

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