多糖與TNF-α介導(dǎo)的肝纖維化

林 龍,王葆春,費 瑞

(1.海南省人民醫(yī)院普外科,海南?？?70311;2.吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院細胞生物學(xué)系,吉林長春130021)

肝纖維化(hepatic fibrosis)是指肝臟在不同病因損害下所導(dǎo)致的肝纖維結(jié)締組織的過度沉積,是細胞外基質(zhì)(extracellular matrix,ECM)合成增加和ECM降解不平衡的結(jié)果,是“慢性肝炎-肝纖維化-肝硬化”這一發(fā)展過程的樞紐。因而,阻斷和延緩HF的發(fā)展是治療各種肝病的重要策略,是國內(nèi)外肝病研究領(lǐng)域的一大熱點。肝纖維化是一個緩慢而動態(tài)過程,涉及到細胞、細胞因子和ECM之間的一系列復(fù)雜變化。越來越多的實驗及臨床證據(jù)表明[1],細胞因子在肝細胞再生調(diào)控及ECM的合成與降解方面有重要作用。其中,TNF-α是目前已知在肝纖維化研究中最早受到關(guān)注的細胞因子之一。它在人肝纖維化的形成過程中起到十分重要作用。

1 TNF-α與肝臟疾病

TNF-α是1975年,Carswell等在血清中發(fā)現(xiàn)的能殺傷某些腫瘤細胞或使體內(nèi)腫瘤組織發(fā)生出血壞死的因子,稱為腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF)。1985年Shalaby把由巨噬細胞產(chǎn)生的TNF命名為TNF-α。研究表明,TNF-α能通過多種途徑參與肝纖維化的調(diào)控:(1)作為重要的刺激原使肝星形細胞(hepatic stellate cell,HSC)活化,導(dǎo)致ECM合成增加并分泌多種細胞因子[2-3];(2)激活轉(zhuǎn)錄因子c-jun/AP-I,使膠原酶表達下降,基質(zhì)金屬蛋白酶表達升高[4];(3)刺激產(chǎn)生單核細胞趨化因子和中性粒細胞趨化因子引起白細胞在損傷部位聚集,加速肝纖維化進程[5];(4)在轉(zhuǎn)錄抑制劑的協(xié)同作用下介導(dǎo)肝細胞的壞死和凋亡[6-8]。Weiner等[9-10]研究發(fā)現(xiàn),TNF-α不僅可使體內(nèi)外培養(yǎng)的大鼠肝臟Ito細胞增加合成膠原蛋白和蛋白多糖約3.5和2.6倍,增加3T3 L1脂肪細胞系Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ型前膠原mRNA的表達,而且還能消除轉(zhuǎn)化生長因子β對大鼠Ito細胞增殖的抑制作用,促使Ito細胞增殖并分泌纖維連接蛋白和蛋白多糖等基質(zhì)。Czaja等[11]發(fā)現(xiàn),肝纖維化早期肝內(nèi)TNF-αmRNA首先出現(xiàn)并逐漸增高,隨后Ⅰ型膠原mRNA含量開始上升,至肝纖維化晚期,TNF-αmRNA水平逐漸下降,而Ⅰ型膠原mRNA水平持續(xù)升高,表明TNF-α在肝纖維化啟動和發(fā)展過程中起重要作用。此外,劉翠蓮等[12]采用放射免疫分析法測定203例慢性肝病患者血清TNF-α、白細胞介素-6(IL-6)、白細胞介素-8(IL-8)水平。結(jié)果提示 TNF-α、IL-6和 IL-8均參與了 ECM的調(diào)節(jié),表明 TNF-α、IL-6、IL-8水平與肝損害程度和肝臟炎癥活動程度密切相關(guān)。

Li Tian等[13]研究還發(fā)現(xiàn),TNF-α還能間接誘導(dǎo)其他促纖維化因子的作用,如IL-1和IL-6等。這些因子,一方面促進局部炎癥反應(yīng),使肝組織不斷受損,另一方面促進成纖維細胞和間質(zhì)細胞的增殖和分化,維持肝組織損傷與修復(fù)循環(huán),結(jié)果使更多的間質(zhì)細胞參與并產(chǎn)生大量ECM,從而導(dǎo)致肝纖維化的發(fā)生和發(fā)展。臨床研究[14]表明,慢性乙型肝炎患者血漿TNF-α水平明顯升高。例如:Yoshioka等[15]研究發(fā)現(xiàn)慢性肝病患者肝組織內(nèi)浸潤單核細胞合成TNF-α增多并與肝炎活動相關(guān),同時陽性TNF-α染色的單核細胞主要分布在匯管區(qū),這與肝纖維化時膠原蛋白的分布一致。Volper等[16]應(yīng)用免疫電鏡技術(shù)觀察到慢性肝病肝組織中各種細胞表面TNF-α受體數(shù)量均明顯增多。Gonzalez-Amaro等[17]應(yīng)用原位雜交技術(shù)在體內(nèi)外實驗中發(fā)現(xiàn)HBV、HCV感染能誘導(dǎo)肝細胞產(chǎn)生TNF-α,并認為HBV X蛋白可調(diào)節(jié)肝細胞對TNF-α的表達,這一結(jié)果進一步支持TNF-α在病毒感染誘發(fā)的肝病中起重要作用。因此,在慢性肝病患者肝組織中不僅有高水平的TNF-α表達,也有高水平的 TNF-α受體存在,這就為肝臟組織的持續(xù)損傷和纖維化修復(fù)奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)?？梢?在各種原因所致的肝臟損傷及其炎癥反應(yīng)過程中,TNF-α起著中心炎癥介質(zhì)的作用。它一方面可促進炎癥反應(yīng),加重肝臟損害,另一方面又可促進間質(zhì)細胞增殖分化和ECM的合成而使肝組織損傷得以修復(fù)。由此推測,體內(nèi)TNF-α大量釋放可能參與肝臟的損傷一修復(fù)循環(huán),最終引起肝臟大量ECM的合成與沉積,從而導(dǎo)致肝纖維化或肝硬變。因此,應(yīng)用TNF-α拮抗劑有可能成為防止肝損傷和肝纖維化的重要途徑。

實驗證實[18],TNF-α是通過與受體的結(jié)合發(fā)揮生物學(xué)作用。已知TNF-α的受體是由不同基因編碼的相對分子量為55×103的TNF受體(TNF-Rp55)和相對分子質(zhì)量為 75×103的TNF受體(TNF-Rp75)。TNF-Rp55表達于近乎所有的體細胞中,但TNF-Rp75則主要表達于粒細胞和上皮細胞。Tomita等[19]研究發(fā)現(xiàn),在MCD(methionine and choline deficient)喂養(yǎng)鼠中,Kupffer細胞和內(nèi)皮細胞中血管細胞黏附分子-1(VCAM-1)和VCAM-2的表達上調(diào)可導(dǎo)致TNF-α從upffer細胞釋放增加,表明TNF-Rp55是TNF-α在多種類型細胞中的主要信號受體。通過研究TNF-α/TNF-Rp55信號在肝纖維化過程中的病理生理作用,認為TNF-Rp55介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑可調(diào)節(jié)Kupffer細胞的活化,并最終促進肝纖維化的進展,而對TNFRp55受體的封閉作用可改善肝纖維化。

2 多糖與肝臟疾病

目前,有關(guān)糖類在肝臟疾病中的研究已有不少報道,例如,Lee等[20]研究發(fā)現(xiàn),肝細胞表面的去唾液酸化糖蛋白受體及甘露糖N-乙酰葡萄糖受體可清除體內(nèi)異常的糖基化蛋白以維持血清糖蛋白的平衡。因此,可通過檢測血清中N-糖基化蛋白譜的異常分布來判斷肝細胞功能受損情況。還有研究[21-22]發(fā)現(xiàn),肝炎和肝癌患者血清中轉(zhuǎn)鐵蛋白的糖鏈異常。在多糖保肝、護肝和抗纖維化方面,一些生物活性多糖,如云芝多糖和香菇多糖等的作用已得到公認,而枸杞多糖和北五味子多糖,也可通過降低肝組織丙二醛的含量和提高肝糖元含量及機體的能量儲備,抵抗有害物質(zhì)對肝臟的損害[23]。研究發(fā)現(xiàn)[24],冬蟲夏草多糖能明顯降低實驗性肝纖維化鼠肝組織的膠原沉積,抑制Ⅰ、Ⅲ型前膠原纖維的表達,促進肝功能改善。進一步研究表明[25],冬蟲夏草多糖還可對體外培養(yǎng)的HSC增殖有明顯抑制作用,并可減少HSC對3H-Pro的摻人,抑制膠原的合成,從而進一步從細胞水平和分子水平上證實冬蟲夏草多糖具有抗肝纖維化作用。Mooney等[26]通過研究酸性糖蛋白(AGP)的糖鏈結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)在不同時期肝纖維化患者血清中,其AGP的糖鏈結(jié)構(gòu)有所不同。這一發(fā)現(xiàn)提示,AGP的糖基化受肝纖維化程度的影響。最近的研究證實[27-29],杜仲多糖具有抗肝纖維化作用;而純化后的玉屏風(fēng)多糖可高效抑制TGF-β1誘導(dǎo)的HSC-T6的增殖,從而防止大鼠的肝纖維化;羧甲基茯苓多糖還能通過抑制肝纖維化大鼠肝細胞的TGF-β表達和下調(diào)Smad3的表達及上調(diào)Smad7的表達等對TGF-β-Smad系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用,產(chǎn)生抗肝纖維化作用。李立華等[30]報道,不同劑量的蘆根多糖可通過抗氧化、保護肝細胞、抑制膠原沉積等途徑來抑制肝纖維化,其中大劑量的蘆根多糖還可降低膠原含量。

殼聚糖(chitosan)為甲殼素的脫乙?；a(chǎn)物,是一種天然的帶正電荷的生物高分子線形多糖,是地球上僅次于植物纖維的第二大生物資源。近來的動物實驗[31]表明,殼聚糖能明顯減輕實驗性脂肪肝大鼠肝臟脂變的嚴(yán)重程度,并隨藥物用量的遞增,改善程度逐漸增加,說明殼聚糖能降血脂和膽固醇,并對脂肪肝的形成具有一定的防治作用。Sugano.M[32-33]研究結(jié)果也表明,殼聚糖對大鼠血膽固醇水平降低的機理主要在于殼聚糖與膽酸結(jié)合而使其排出體外,打斷了膽酸的腸肝循環(huán),從而減少了脂質(zhì)的吸收。

總之,抗肝纖維化已進入我國臨床實踐,其治療手段將隨著應(yīng)用實踐不斷加深而得到檢驗,其中多糖在肝纖維化治療中的作用越發(fā)引人注意。Hans Popper教授曾說:“誰能阻止或延緩肝纖維化,誰將能醫(yī)治大多數(shù)慢性肝病”。因此,重視并應(yīng)用中藥多糖開展抗肝纖維化治療,可望降低肝病患者的死亡率,使我國肝病研究在國際學(xué)術(shù)界獨樹一幟。最近,Friedman又提出肝纖維化“逆轉(zhuǎn)”的概念,其定義是纖維化程度較前減輕,而不必對逆轉(zhuǎn)幅度量化或要求組織學(xué)完全恢復(fù)到正常。相應(yīng)的臨床表現(xiàn)是達到纖維化穩(wěn)定或面對持續(xù)的肝損傷不再進展。由此提出肝纖維化治療的最高目標(biāo)和最低目標(biāo),即:完全逆轉(zhuǎn)肝纖維化和阻斷或延緩肝纖維化進展?，F(xiàn)在,利用多糖在TNF-α介導(dǎo)的肝纖維化過程中的作用來逆轉(zhuǎn)肝纖維化的前景已引起了肝病學(xué)者的巨大興趣。人們預(yù)計,在未來20年里,利用多糖治療肝纖維化的夢想將變?yōu)楝F(xiàn)實。

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