彭 瑾 張義平

(1九江學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)院/附屬醫(yī)院婦產(chǎn)科；2九江學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院 江西九江 332000)

細(xì)胞外基質(zhì)代謝失衡、慢性炎癥發(fā)生和血管新生等過程交織在一起，相互促進(jìn)肝纖維化發(fā)生和發(fā)展，而肝星狀細(xì)胞(HSC)被活化轉(zhuǎn)變?yōu)槔w維細(xì)胞直接和間接推動(dòng)這一過程。此外，其他的纖維母細(xì)胞以及源自骨髓的CD45+的纖維細(xì)胞、肌纖維母細(xì)胞，甚至膽管上皮細(xì)胞、肝細(xì)胞亦能發(fā)生上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)換，也促進(jìn)肝纖維化發(fā)展[1-2]。目前對肝纖維化機(jī)制逐步被深入探討，其涉及許多環(huán)節(jié)以及細(xì)胞間的相互作用，不明之處甚多，其中缺氧參與肝纖維化乃至肝硬化的形成，但在治療方面的進(jìn)展仍然十分有限。Jiang等[3]報(bào)道，堿性異源二聚體缺氧誘導(dǎo)因子(hypoxiainducible factor-l，HIF-1α)調(diào)控相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄，是聯(lián)系缺氧和缺氧反應(yīng)基因的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。了解缺氧與肝纖維化的關(guān)系能給帶來新的啟示。

1 缺氧與肝纖維化的發(fā)生和發(fā)展

肝臟損傷及繼發(fā)炎癥時(shí)，多伴隨缺氧現(xiàn)象。同時(shí)發(fā)現(xiàn)缺氧是細(xì)胞賴以生存的重要營養(yǎng)物質(zhì)，僅缺氧即可導(dǎo)致肝纖維化，再又由于肝功能損害，腸源性內(nèi)毒素促使內(nèi)皮素-l產(chǎn)生增多等現(xiàn)象均可導(dǎo)致或加重肝內(nèi)缺氧，缺氧其實(shí)貫穿肝纖維化發(fā)生和發(fā)展[4]。在缺氧情況下HSC細(xì)胞活化有關(guān)的基質(zhì)金屬蛋白酶-2(MMP-2)的表達(dá)增加，膠原合成也增加。高壓氧結(jié)合自由基清除劑不僅能使CCL4引起的大鼠早期肝損傷明顯減輕，而且肝組織HSC表達(dá)MMP-2 mRNA和蛋白水平明顯下降，其MMP-2活性明顯降低[5]。研究顯示氧對細(xì)胞功能活動(dòng)的調(diào)節(jié)與HIF-1α有關(guān)，HIF-lα是缺氧刺激的特異感受性轉(zhuǎn)錄因子，缺氧或血管緊張素-II可刺激HIF-lα蛋白表達(dá)，并促進(jìn)肺成纖維細(xì)胞增殖與活化[6]。在肝內(nèi)由活化的巨噬細(xì)胞和纖維母細(xì)胞產(chǎn)生的血管緊張素-Ⅱ，除了能引起血管收縮、加重缺氧外，還能直接誘導(dǎo)還原型輔酶Ⅱ(NADPH)氧化酶活性，促進(jìn)自由基產(chǎn)生，也能刺激轉(zhuǎn)化生長因子產(chǎn)生，促進(jìn)HSC活化，合成ECM增多，還可通過提高Smad2水平而增強(qiáng)TGF-βl信號(hào)[2]。另有報(bào)道，在慢性肝損傷模型中，血管緊張素轉(zhuǎn)化酶-2(ACE2)抑制劑、ACE2失活會(huì)加重肝纖維化的發(fā)展，ACE2重組藥物治療可以減輕膽汁淤積性和毒性損傷所致的小鼠肝纖維化[7]。Moon等在小鼠肝纖維化模型中證明，HIF-1α缺失的動(dòng)物肝纖維化程度較對照組明顯減輕[8]。這些研究說明肝組織動(dòng)脈可以誘導(dǎo)HIF-1α表達(dá)水平升高，HIF-1α在肝纖維化的發(fā)生發(fā)展過程中也起到了一定的作用[9]。這些研究表明，缺氧現(xiàn)象做肝臟受損當(dāng)中的確存在，減輕缺氧可以延緩肝纖維化的進(jìn)展。而且隨著肝纖維化的進(jìn)一步發(fā)展，肝竇毛細(xì)血管化加重，導(dǎo)致肝臟缺氧加重，形成惡性循環(huán)。因此，了解缺氧促進(jìn)肝纖維化的機(jī)制對于防治該病具有重要意義。

2 HIF-1α參與肝纖維化

肝纖維化是有多種因素的參與的復(fù)雜的病理過程。缺氧能通過介導(dǎo)慢性炎癥、影響細(xì)胞外基質(zhì)代謝失衡和血管新生參與肝纖維化的發(fā)生和發(fā)展。其中HIF-1α和核因子kB(NF-κB)等轉(zhuǎn)錄因子的活化是發(fā)揮作用的關(guān)鍵，二者之間存在廣泛而復(fù)雜的相互作用。HSC細(xì)胞的活化是由多條信號(hào)通路以及多種細(xì)胞信號(hào)分子參與的共同調(diào)控。研究表明，炎癥反應(yīng)與HSC細(xì)胞活化有密切的關(guān)系。當(dāng)有炎癥反應(yīng)時(shí)，受損的肝細(xì)胞會(huì)分泌多種細(xì)胞因子如轉(zhuǎn)化生長因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)、內(nèi)皮素-1(endothelin-1，ET-1)、胰島素樣生長因子-1(insulin-like growth factor-1，IGF-1)等促進(jìn)炎癥反應(yīng)[10-12]，同時(shí)激活的kupffer細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子如TNF、TGF等也參與肝臟的炎癥反應(yīng)；除了旁分泌的作用之外，活化的HSC細(xì)胞可以自分泌細(xì)胞因子如TGF-β、ET-1、PDGF、IL-6等，進(jìn)一步促進(jìn)肝纖維化的發(fā)生發(fā)展。這些炎癥因子都是強(qiáng)致纖維化因子，可通過TGF-β/Smad、JAK/STAT、Ras/ERK、PI3K/Akt等信號(hào)通路調(diào)控靶基因的表達(dá)[13-15]。

研究發(fā)現(xiàn)，缺氧與HSC細(xì)胞的活化存在密切關(guān)系[16]。在腫瘤、感染、炎癥反應(yīng)、創(chuàng)傷等過程中，HIF-1α是參與機(jī)體應(yīng)對缺氧代謝的重要轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子，在與缺氧相關(guān)疾病的細(xì)胞代謝和功能調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用[17-18]。HIF-1α是由氧依賴的α亞基和組成性表達(dá)的β亞基構(gòu)成的一種異源二聚體，其中，HIF-1α亞基是氧感受和介導(dǎo)病理/生理性缺氧反應(yīng)的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子。在常氧時(shí)，氧依賴的HIF-1α脯氨酸羥化酶(PHD)可以羥化HIF-1α亞基中的特異性脯氨酰殘基，羥化后的HIF-1α亞基被腫瘤抑制蛋白VHL(Von Hippel-Lindau tumor suppressor protein，pVHL)識(shí)別并泛素化，最終HIF-1α被蛋白酶迅速降解。而在缺氧的條件下，HIF-1α的羥化會(huì)被抑制，并轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核，與HIF-1β和轉(zhuǎn)錄共刺激因子P300-CBP結(jié)合形成活化的轉(zhuǎn)錄復(fù)合物，作用于靶基因啟動(dòng)子區(qū)域的缺氧反應(yīng)元件(hypoxia responsive element)上，調(diào)控細(xì)胞的缺氧適應(yīng)性反應(yīng)[19-20]。

已有報(bào)道顯示，HIF-1α在肝纖維化的發(fā)生發(fā)展和HSC細(xì)胞的活化過程中同樣具有重要的調(diào)控作用。首先是在血吸蟲感染所致的小鼠肝纖維化組織標(biāo)本中檢測到HIF-1α及HSC細(xì)胞活化標(biāo)記分子α-SMA的表達(dá)升高。當(dāng)給予HSC細(xì)胞缺氧處理時(shí)，HIF-1α、α-SMA、Vimentin的表達(dá)增加。運(yùn)用HIF-1α siRNA干擾HIF-1α的表達(dá)之后，缺氧誘導(dǎo)的肝星狀細(xì)胞表達(dá)的膠原蛋白、α-SMA、Vimentin、IL-6、TGF-β、CTGF等的增加都受到了一定程度的抑制。這些研究結(jié)果提示HIF-1α對HSC細(xì)胞的活化具有重要的調(diào)控作用。因此，HIF-1α是通過調(diào)控HSC細(xì)胞的自噬而活化HSC細(xì)胞，進(jìn)而對肝纖維化的發(fā)生發(fā)展發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。

3 研究缺氧與肝纖維化關(guān)系的重要意義

由于HIF-1α是肝纖維化的主調(diào)節(jié)器，針對HIF-1α為靶點(diǎn)可能是治療肝纖維化的有效途徑。因此，HIF-1α抑制劑可能在肝纖維化治療中發(fā)揮作用。Rapisarda發(fā)現(xiàn)拓?fù)涮婵狄种艸IF-1α蛋白表達(dá)[21]。此外，zhang等人證明了地高辛在p493和pc3細(xì)胞中有效抑制HIF-1α的表達(dá)[22]。此外，VEGF受體酪氨酸激酶如舒尼替等，舒尼替/su11248也可能在肝纖維化的治療中發(fā)揮作用[23]。重要的是，已經(jīng)闡明有關(guān)HIF-1α治療的新策略，如DNMT抑制劑、HDAC抑制劑、微小RNA目標(biāo)藥物等[24]。最近，Kim等人發(fā)現(xiàn)TRICHOSTATIN A(TSA)，一種特異性的HADC抑制劑，能在HepG2細(xì)胞中上調(diào)P53和PVHL的表達(dá)，同時(shí)下調(diào)的HIF-1α[25]。同樣，valproic acid(VPA)，另一種HADC抑制劑(VPA)可以通過抑制VEGF和HIF-1α表達(dá)，抑制血管生成[26]。此外，Kimet研究顯示人結(jié)腸癌細(xì)胞系7-methyl-6，8-bis (methylthio) H-pyrrolo[1，2-a]pyrazine(M2)對HIF-1α的抑制作用。因此針對HIF-1α的藥物也可能是有助于自然治療肝纖維化。

如上所述，缺氧與肝纖維化的關(guān)系已有所了解，但其涉及許多環(huán)節(jié)以及細(xì)胞間的相互作用，不明之處甚多，搞清楚缺氧與肝纖維化關(guān)系不僅有助于了解疾病的發(fā)生和發(fā)展機(jī)制，而且對該病的診治亦有指導(dǎo)價(jià)值?？偟膩碚f，雖然抑制HIF-1α對肝纖維化的治療有一定的作用，但是其機(jī)制仍有待深入研究，因此預(yù)防肝纖維化的進(jìn)展，HIF-1α的治療策略可能具有重要意義。

4 缺氧與肝纖維化的關(guān)系研究中存在的問題及展望

到目前為止，去除病因仍然是肝纖維化最有效的治療手段。如何針對不同病因，把病因治療和改善缺氧結(jié)合起來是擺在面前的現(xiàn)實(shí)問題。因此，靶向性改善肝臟缺氧對肝纖維化的治療意義更大，除此之外還需要清楚藥理學(xué)抑制作用機(jī)制。一些研究已經(jīng)討論了這個(gè)問題，推定HIF-1α抑制劑防止肝臟的發(fā)展肝纖維的發(fā)生和發(fā)展，更需要在其他肝臟纖維化模型中進(jìn)行驗(yàn)證和更多的缺氧誘導(dǎo)因子抑制劑來探討肝纖維化治療的有效靶點(diǎn)。最引人注目的是，了解HIF-1α在肝纖維化進(jìn)展中的作用和機(jī)制提供了新的視野，且HIF-1α的反饋環(huán)路信號(hào)通路展示了一些有希望的治療策略?？偟膩碚f，雖然HIF-1α精確的調(diào)控機(jī)制仍有待確定，針對HIF-1α的治療策略，預(yù)防肝纖維化的進(jìn)展可能具有重要意義。

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