張春洋?陳付群?陳兆云

【摘要】肝纖維化是各種慢性肝臟病向肝硬化發(fā)展過程中的關鍵，是肝中多類細胞、細胞因子及介質共同作用的結果，肝星狀細胞（HSC）在肝纖維化階段充當重要角色。維生素D是以1，25-二羥維生素D3為活性形式，與慢性肝病嚴重程度密切相關的甾體激素，在HSC的調控中占據(jù)關鍵地位。維生素D可通過轉化生長因子-β/SMAD、Wnt/β-catenin、ERK1/2、多蛋白細胞質復合體NOD樣受體家族3、核因子-κB等多種細胞信號通路調節(jié)相關靶基因表達，抑制HSC活化，進而控制肝纖維化進展。該文就維生素D與HSC的關系、維生素D在肝纖維化中調控HSC的機制及在抗纖維化治療中相關研究進展做一綜述。

【關鍵詞】維生素D；肝星狀細胞；肝纖維化；通路

Research progress in effect of vitamin D on inhibiting hepatic stellate cell activation in liver fibrosis Zhang Chunyang， Chen Fuqun，Chen Zhaoyun. Medical Laboratory Center， the First Affiliated Hospital of Xinjiang Medical University， Urumqi 830054， China

Corresponding author， Chen Zhaoyun，E-mail： czy52010710@163.com

【Abstract】Liver fibrosis is a key factor in the progression from various chronic liver diseases to cirrhosis， which is the result of the combined action of multiple types of cells， cytokines， and mediators in the liver. Hepatic stellate cells （HSCs） play an important role in the stage of liver fibrosis. Vitamin D with 1，25-dihydroxy vitamin D3 as the active form， has been found to be a steroid hormone closely associated with the severity of chronic liver disease， which plays a key role in the regulation of HSCs. Vitamin D can regulate the expression of related target genes and inhibit HSC activation through the TGF-β/SMAD， Wnt/β-catenin， ERK/MAPK， NLRP3 and NF-κB cell signaling pathways， thereby controling the progression of liver fibrosis. In this article， research progress in the relationship between vitamin D and HSCs， the mechanism of vitamin D regulating HSCs in liver fibrosis and anti-fibrosis therapy were reviewed.

【Key words】Vitamin D； Hepatic stellate cell； Liver fibrosis； Signaling pathway

肝纖維化是指肝臟在受到各種慢性致病因子損傷后，臨床表現(xiàn)以非特異性的消化系統(tǒng)癥狀為主的病理性修復反應，在此階段肝中多種類細胞、細胞因子及介質共同作用，使得肝纖維化成為各種慢性肝臟病向肝硬化發(fā)展過程中的樞紐。肝星狀細胞（HSC）作為肝纖維化形成中的中心環(huán)節(jié)，其活化會產生細胞外基質（ECM）蛋白合成增加及細胞因子等分泌，ECM的長期積累最終使得肝纖維化向肝硬化階段發(fā)展，出現(xiàn)終末期的肝損傷。但肝纖維是一種可逆且高度動態(tài)的病理狀態(tài)，通過誘導HSC的凋亡和失活，協(xié)調炎癥細胞募集系統(tǒng)和信號轉導之間的串擾等方式，促進纖維化消退和肝臟再生。破譯調控HSC活化的機制對于抗纖維化治療具有重要意義。甾體激素維生素D具有調節(jié)鈣磷代謝、細胞增殖、分化及免疫調節(jié)和抑制嚴重因子風暴等多種生物學作用。目前已有眾多學者對維生素D在肝臟的病理生理過程中的作用進行了研究，發(fā)現(xiàn)維生素D通過多條信號通路對HSC的活化產生直接抑制作用，但維生素D在臨床實踐中作為抗纖維化的治療手段仍需進一步探究其療效［1-2］。本文綜述了維生素D抑制HSC活化涉及的細胞信號轉導通路，結合目前臨床肝病治療中維生素D的應用存在的問題，對后期維生素D在抗纖維化治療中的應用進行了探討和期望。

一、HSC與維生素D

1. HSC

HSC由橫膈中的間充質細胞發(fā)育而來，屬于肝臟非實質細胞類，位于ECM中的Disse空間，由許多刺狀的頸突或棘突從內皮下延伸并與肝細胞、肝竇內皮細胞緊密接觸［3］。HSC以儲存維生素A時的靜止狀態(tài)作為正常狀態(tài)，另外可以充當肝臟駐留的抗原呈遞細胞。作為肝纖維化發(fā)生發(fā)展的關鍵，肝臟受到各種理化因素刺激后，HSC會在各種細胞及介質的介導下激活，發(fā)生形態(tài)及功能的明顯變化，主要有以下幾點特征變化：①靜止的HSC轉化為肌成纖維細胞，增生、趨化、遷移、收縮能力增強；②細胞質中喪失視黃醇；③產生大量的ECM，成分從富含Ⅳ型膠原和層粘連蛋白的基質轉變?yōu)闈饪s的ECM；④上調促炎、促纖維化和促有絲分裂細胞因子的分泌；⑤HSC之間的縫隙連接通信增強，并由細胞因子、激素和維生素進行復雜調節(jié)，并且可以進一步激活HSC，引起纖維結締組織擴散增殖及ECM沉積的加重，使得肝內結構重建，形成肝纖維化、肝硬化等［4］。

2. 維生素D

維生素D是結構類似的固醇類衍生物總稱，歸于脂溶性類維生素，以維生素D2和維生素D3為主要形式，兩者的化學結構式在側鏈有所不同。維生素D2主要在真菌中合成。維生素D3在人體中，主要經皮膚途徑獲得，惰性的前維生素D3分別在肝臟及腎臟近端小管中進行羥基化，最終轉化成具有生物活性形式的1，25-二羥維生素D3［5］。維生素D是維持人體健康的必需營養(yǎng)素，在調節(jié)鈣磷代謝、促進骨骼生長方面具有重要作用，另外近年來發(fā)現(xiàn)其在細胞增殖、分化、免疫調節(jié)等方面也起到一定作用［6］。缺乏維生素D不僅存在于骨代謝疾病中，慢性肝臟疾病中也多見，如非酒精性脂肪肝、纖維化、肝癌等，嚴重的維生素D缺乏與肝功能障礙的嚴重程度密切相關。

二、維生素D對HSC活化的調節(jié)

活性的維生素D3發(fā)揮生物學效應主要通過兩種途徑：影響特定的基因表達和非基因組途徑快速刺激生物學行為。維生素D調節(jié)結構基因的表達，主要是通過與維生素D受體（VDR）特異性結合發(fā)揮作用。

1.VDR

VDR可分為膜受體（mVDR）和核受體（nVDR）兩類，但是影響靶細胞中特定基因表達主要是通過本質上是一種依賴于配體（活性維生素D3）的核轉錄因子nVDR實現(xiàn)。最初人們發(fā)現(xiàn)VDR在肝臟中的表達水平很低，但在HSC及膽管上皮細胞等肝臟非實質細胞中高表達，因此許多研究者認為VDR的表達可能參與HSC的激活及增殖，調控VDR可以作為治療肝纖維化的靶點。經過研究發(fā)現(xiàn)，在肝纖維化中，活性維生素D結合并上調作為配體誘導的轉錄因子VDR，其在發(fā)生構象重排后與視黃醇X受體相互作用，生成增強特定基因轉錄活性的異二聚體復合物，后復合體轉移到細胞核中與啟動子區(qū)內的維生素D應答元件結合，調控HSC的激活，并且下調HSC中Ⅰ型膠原α1和α2的表達。

2.維生素D調控HSC的信號通路

維生素D抑制HSC的活化涉及多種細胞因子及信號轉導通路?；钚跃S生素D與VDR結合，激活下游通路和轉錄因子，如轉化生長因子-β（TGF-β）/SMAD通路、Wnt/β-catenin通路、ERK1/2通路、多蛋白細胞質復合體NOD樣受體家族3（NLRP3）通路、核因子（NF）-κB通路等。

2.1 TGF-β/SMAD通路

TGF-β可以調節(jié)細胞生長和分化，同激活素、抑制素、骨形成蛋白等組成TGF-β超家族。在肝纖維化中，負責肝損傷期間HSC的激活，與其他促纖維化途徑相互作用，TGF-β通路被認為是造成纖維化的有效途徑［7］。TGF-β與受體結合形成三聚體后，其下游信號調節(jié)分子SMAD激活，進入細胞核內與相應啟動子結合，啟動纖維化相關靶基因的轉錄。維生素D/VDR信號激活可拮抗HSC中大量TGF-β/SMAD依賴性轉錄反應，起到抗肝纖維化、抗增殖作用，具體作用機制是維生素D激活VDR后，通過TGF-β1依賴性染色質重塑，促進VDR與SMAD3的結合，阻斷SMAD3開啟促纖維化靶基因的能力，抑制HSC中TGF-β介導的纖維生成［8］。另外有研究表明維生素D在體內和體外均可明顯抑制肝纖維化模型中富含組氨酸的鈣結合蛋白的表達，減少TGF-β1/SMAD3的表達和細胞周期中S峰的百分比，表明維生素D可以通過負調節(jié)富含組氨酸的鈣結合蛋白來減少HSC的活化和TGF-β/SMAD信號轉導，從而延緩肝纖維化［9］。

2.2 Wnt/β-catenin通路

Wnt/β-catenin通路是一種在生物體進化中高度保守的控制細胞命運的信號通路，也是維生素D調節(jié)星狀細胞抑制肝纖維化的另一條途徑。β-catenin是細胞增殖和分化的重要調節(jié)因子，另外作為多種信號通路交叉的關鍵，還參與TGF-β、E-鈣黏蛋白的生成。Wnt/β-catenin信號通路在活化的HSC中被激活，活化HSC細胞質和細胞核中，β-catenin積累到一定水平時便會解離，發(fā)生核易位，與轉錄因子T淋巴細胞因子/淋巴增強因子結合，形成轉錄激活復合物，最終上調或下調cyclin D1、C-myc、金屬基質蛋白酶7等促進細胞增殖和生長基因的表達。Huang等［10］發(fā)現(xiàn)維生素D可以降低四氯化碳（CCl4）所致的肝纖維化大鼠模型中的Wnt1和β-catenin的mRNA和蛋白質水平，推測維生素D對肝纖維化的保護機制可以通過阻斷Wnt/β-catenin信號通路，抑制HSC的活化，減少α平滑肌激動蛋白及膠原纖維分泌。

2.3 ERK1/2通路

ERK是一種通過磷酸化絲氨酸/蘇氨酸殘基來調控多種底物蛋白的有絲分裂原激活的蛋白激酶，參與細胞增殖、分化和黏附等進程。有研究發(fā)現(xiàn)抑制 TGF-β1/ERK信號通路能減少HSC的激活，緩解硫代乙酰胺誘導的大鼠模型的肝纖維化［11］。通過檢測ERK信號通路分子的表達水平，發(fā)現(xiàn)激活的VDR下調了ERK和pERK蛋白及TGF-β1的表達，也表明維生素D抑制星狀細胞的活化與ERK1/2通路密切相關［12］。另外，在ERK通路上，維生素D與HSC活化的關系可以由一種基質細胞蛋白POSTN起鏈接作用，作為調控細胞分化和遷移的黏附分子，POSTEN可在炎癥和多種癌癥中表達，通過整合素1誘導ERK1/2的明顯激活。

2.4 NLRP3通路

炎癥介質的刺激也是HSC激活的重要原因，據(jù)報道，維生素D可以調控炎癥因子通路等對抑制HSC的活化，阻斷其在對肝纖維化的促進作用［13］。NLRP3是一種由凋亡相關斑點樣蛋白和效應分子前蛋白酶形成的炎癥小體，會在原代小鼠的HSC中表達，NLRP3通路的激活同樣可以誘導HSC基質沉積相關基因上調，如TGF-β和膠原基因等，在膽汁淤積癥中的纖維生成中發(fā)揮作用，而缺乏NLRP3的CCl4造模小鼠在8周后肝臟膠原明顯減少［14］。Wang等［15］研究發(fā)現(xiàn)NLRP3炎癥小體激活會受到VDR激動劑的抑制作用，抑制HSC的激活，是通過激活yes相關蛋白1實現(xiàn)的，具體的通路途徑需要進一步實驗探究。

2.5 NF-κB通路

在心血管疾病中，VDR起到的抗炎作用與抑制NF-κB信號通路有關。已有相關研究發(fā)現(xiàn)肝臟疾病中NF-κB信號通路也可由VDR介導。庫普弗細胞在肝臟受損情況下分泌大量的TNF，通過NF-κB途徑啟動和維持HSC活化。Gong等［13］構建CCl4誘導的肝纖維化細胞模型證實鈣泊三醇可以通過抑制維生素D受體介導的NF-κB信號通路減輕肝纖維化，實驗結果示鈣泊三醇治療組中VDR的表達明顯增加，檢測到肝細胞內NF-κB信號通路成員p-IκBα、p-IKKβ和p-p65表達水平下調，與NF-κB通路的趨勢一致，并且VDR通過NF-κB途徑抑制促纖維化相關因子表達，增加抗纖維化因子基質金屬蛋白酶的表達。

三、維生素D與肝纖維化的治療

有研究認為補充活性維生素D可以調節(jié)促纖維化和抗纖維化介質，減輕CCl4誘導的大鼠模型中的先前建立的肝纖維化，起到抗增殖、抗纖維化效果［10］。另有研究表明短期補充維生素D可能不會改善血清纖維化標志物，也可能不會加快殘余肝纖維化的愈合過程，需要更長期的研究［16］。

考慮到維生素D攝入半衰期較長，會引起高鈣血癥和高鈣尿、神經精神等臨床癥狀，在臨床實際中，闡明補充維生素D在肝纖維化中的安全性和有效性，制定維生素D替代和劑量策略需要更深入的實驗來證明，以實現(xiàn)和維持肝纖維化患者最佳體內維生素D濃度而不產生有害影響，然而目前僅有相對較少的臨床試驗研究評估了維生素D治療在肝纖維化患者給藥方案中的安全及有效性［17］。另外，VDR多態(tài)性可能影響維生素D治療肝纖維化患者早期的抗纖維化選擇［18］。但確定的是，維生素D與肝纖維化的嚴重程度密切相關，此外與肝硬化進一步的發(fā)展也有聯(lián)系。如維生素D可能成為新一代降門脈高壓的藥物，降壓效果可比擬普萘諾爾［19］。王勇等［20］發(fā)現(xiàn)1，25-二羥維生素D3水平是靜脈曲張破裂出血的獨立危險因素，維生素D在肝病的應用具有廣闊前景。

四、小結與展望

維生素D調控HSC機制可通過多種細胞信號轉導通路實現(xiàn)，具體的調控機制網絡還有待進一步探究，細胞實驗證實維生素D可以阻斷HSC激活中的信號轉導通路，對于控制肝纖維化的進展產生積極作用，但目前維生素D在臨床肝病治療中的應用未完全普及，改善肝纖維化及延緩疾病進展的有效程度還需要大樣本多中心的臨床試驗進一步證實，其不良反應及具體的劑量策略也需更多的研究，以期為抗纖維化治療方案提供新的線索。

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（收稿日期：2023-08-02）

（本文編輯：楊江瑜）