肝纖維化發(fā)生機(jī)制研究進(jìn)展

盧麗莎 羅 純 陳澤雄*

（中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院中醫(yī)科，廣東 廣州 510080）

肝纖維化是指肝細(xì)胞發(fā)生壞死及炎癥刺激時(shí)，肝臟中膠原蛋白等細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）的增生與降解失去平衡，進(jìn)而導(dǎo)致肝臟內(nèi)纖維結(jié)締組織異常沉積的病理過程，輕者稱為纖維化，重者進(jìn)而使肝小葉結(jié)構(gòu)改建、假小葉及結(jié)節(jié)形成，稱為肝硬化[1]。

過去幾年，有關(guān)肝纖維化發(fā)生機(jī)制的研究取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展，大大加深了對(duì)肝纖維化的認(rèn)識(shí)?？偨Y(jié)與肝纖維化發(fā)生密切相關(guān)的主要有以下三個(gè)領(lǐng)域：①肝纖維化的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)；②細(xì)胞因子在肝纖維化中的作用；③與細(xì)胞外基質(zhì)降解密切相關(guān)的MMPs及TIMPs的研究。

1 與肝纖維化形成的主要細(xì)胞種類及其作用

肝纖維化的發(fā)生及逆轉(zhuǎn)主要是ECM的產(chǎn)生、堆積及降解的過程。高質(zhì)量的研究表明肝纖維化的最終共同通路是由肝星狀細(xì)胞（HSC）介導(dǎo)的。肝星狀細(xì)胞是肝損傷時(shí)生成細(xì)胞外基質(zhì)的主要細(xì)胞來源。

控制HSC的激活和增殖以逆轉(zhuǎn)肝纖維化的進(jìn)程是抗肝纖維化研究的重點(diǎn)之一。因此，許多學(xué)者致力于研究影響HSC活化增殖的有關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的作用機(jī)制，目前研究較多的信號(hào)途徑有TGF-β/Smad通路、MAPK通路、PPARγ通路、Leptin通路、Integrin通路、NF-κB通路[2]、Ras/ERK通路等。研究發(fā)現(xiàn)[3]，Hedgehog-Gli信號(hào)通路在肝星狀細(xì)胞激活存在密切的關(guān)系。Gli作為Hh通路末端的轉(zhuǎn)錄調(diào)控子，在肝星狀細(xì)胞的激活過程中起著十分重要的作用。Roderburg等研究數(shù)據(jù)表明[4]，Micro-RNA家族在肝星狀細(xì)胞中對(duì)TGF-β和NF-κB依賴性表達(dá)下調(diào)的同時(shí)，細(xì)胞外基質(zhì)基因表達(dá)上調(diào)，最終導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)產(chǎn)生、降解失衡。其中，miR-29是這一信號(hào)傳導(dǎo)鏈中重要的調(diào)控因子。最近研究發(fā)現(xiàn)，肝星狀細(xì)胞產(chǎn)生的NOX參與了血管緊張素II（Ang II）的成纖維作用。后者在肝臟可直接作用于肝星狀細(xì)胞，通過活化NOX復(fù)合物進(jìn)而產(chǎn)生活性氧簇促進(jìn)成纖維作用。血小板衍生生長(zhǎng)因子和瘦素可誘導(dǎo)星狀細(xì)胞生成NOX，凋亡小體可誘導(dǎo)NOX活化[5]。

枯否細(xì)胞（KC） 是肝纖維化形成過程中肝臟炎癥反應(yīng)的效應(yīng)細(xì)胞，是肝臟多種細(xì)胞因子的主要來源，其在慢性肝纖維化病程不同階段對(duì)HSC發(fā)揮著不同的作用，它通過分泌一系列細(xì)胞因子參與HSC的活化進(jìn)而參與肝纖維化的發(fā)生與發(fā)展。KC分泌的溶細(xì)胞因子包括TGF、IL-I、PDGF和TNF等，作用于肝星狀細(xì)胞或其他細(xì)胞而發(fā)生激活作用。同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)在肝纖維化的恢復(fù)階段，KC可抑制HSC活性，促進(jìn)其凋亡從而發(fā)揮抗纖維化作用[6]。王茜等[7]研究報(bào)道活化的KC與肝臟免疫耐受的形成和維持有關(guān)，KC能夠分泌免疫抑制性細(xì)胞因子，抑制T細(xì)胞增殖并誘導(dǎo)T細(xì)胞凋亡，從而發(fā)揮負(fù)向免疫調(diào)節(jié)功能。宋維芳等的研究得出NF-κB是纖維化肝臟枯否細(xì)胞活化的關(guān)鍵因子[8]。

2 肝纖維化形成中的細(xì)胞因子及作用

2.1 TGF-β

TGF-β1是目前發(fā)現(xiàn)的最重要的致纖維化細(xì)胞因子，既是HSC啟動(dòng)階段分子調(diào)控最強(qiáng)的促進(jìn)因子，同時(shí)也是持續(xù)激活階段的細(xì)胞因子[9]。同時(shí)TGF-β可以增加HSC上PDGF受體的表達(dá)，促進(jìn)HSC自分泌TGF-β、PDGF，明顯抑制活化HSC的凋亡。PDGF和TGF-β構(gòu)成了活化HSC的自分泌循環(huán)，是HSC的持續(xù)激活的重要機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)[10]，TGF-βmRNA的表達(dá)與I型前膠原mRNA、血清Ⅲ型前膠原及組織損傷程度成正比。目前研究已證實(shí)TGF-β通過多種細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)通路誘導(dǎo)HSC膠原生成，其中包括Smad蛋白，MAPK的ERK信號(hào)及ROS信號(hào)傳導(dǎo)通路等。TGF-β的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)通路主要為Smad蛋白信號(hào)傳導(dǎo)通路[11]。

2.2 PDGF

PDGF在肝臟主要由KC分泌，是一種普遍存在的促細(xì)胞活化、分裂及增殖的細(xì)胞因子，也是已知HSC的最強(qiáng)絲裂原。HSC激活早期的重要標(biāo)志就是PDGF表達(dá)的增加。PDGF必須與細(xì)胞膜上相應(yīng)受體結(jié)合后才能發(fā)揮其生物學(xué)效應(yīng)。PDGF誘導(dǎo)HSC增殖涉及多條信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，目前已知與此相關(guān)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路主要有Ras/ERK、PI3-K、JAK/STAT。此外，PDGF還可通過細(xì)胞內(nèi)pH值及Ca2+濃度變化傳遞信號(hào)，影響HSC的分裂增殖[10]。有研究應(yīng)用枯否細(xì)胞條件培養(yǎng)基或者PDGF-B作用于大鼠HSC，發(fā)現(xiàn)PDGF可通過誘導(dǎo)HSC PDGF-B受體磷酸化，激活細(xì)胞內(nèi)MAPK信號(hào)傳導(dǎo)通路進(jìn)而促進(jìn)HSC膠原的增加。

2.3 TNF-α

TNF-α是一種多功能的細(xì)胞因子，是有廣泛的生物學(xué)活性。近年來，越來越多的研究表明，TNF-α參與了肝纖維化的形成。戴善梅[12]通過肝硬化患者與正常人血清對(duì)照研究發(fā)現(xiàn)肝硬化患者的血清TNF-α水平非常顯著的高于正常人組?？酌返萚13]對(duì)肝硬化患者血清瘦素、TNF-α水平變化對(duì)比與正常人發(fā)現(xiàn)，瘦素與TNF-α在肝硬化的發(fā)生發(fā)展中起著協(xié)同作用。另有研究顯示TNF-α有明顯抑制活化HSC凋亡的作用，表明TNF-α的促纖維化作用與其抑制活化的HSC凋亡有關(guān)。黨雙鎖等[14]用CCL4復(fù)合因素誘導(dǎo)大鼠肝硬化的形成過程中，發(fā)現(xiàn)IL-18、TNF-α、IFN-γ水平逐漸升高，提示該3種細(xì)胞因子與肝硬化的形成及發(fā)展有關(guān)。

2.4 白細(xì)胞介素

目前研究發(fā)現(xiàn)多種白細(xì)胞介素與肝纖維化形成有密切聯(lián)系。IL-1可刺激HSC增生，誘導(dǎo)促炎性因子粒－巨噬細(xì)胞集落刺激因子（GMCSF）的合成，抑制金屬蛋白酶的合成，在多環(huán)節(jié)參與了肝纖維化的過程[15]。馬玉珍等[16]觀察CCl4攻擊小鼠致肝纖維化血清IL-4、IL-6、IL-8的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律及其表達(dá)的影響，發(fā)現(xiàn)CCl4可能通過攻擊小鼠IL-4、IL-6、IL-8的表達(dá)參與抗炎反應(yīng)過程，細(xì)胞因子在肝纖維化發(fā)病過程中起重要的作用。國(guó)外最新研究[17]：在細(xì)胞轉(zhuǎn)導(dǎo)HCV核心蛋白后分泌的趨化因子中，白細(xì)胞介素8被確定為L(zhǎng)X-2細(xì)胞和原發(fā)性肝星狀細(xì)胞中α平滑肌肌動(dòng)蛋白表達(dá)的強(qiáng)有力的誘導(dǎo)因素，該效應(yīng)伴有細(xì)胞遷移能力下降和黏著斑形成增加。

3 TIMPs和MMPs與肝纖維化的關(guān)系

基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs）是降解ECM最主要的酶類，而基質(zhì)金屬蛋白酶組織抑制因子（TIMPs）為MMPS的特異性抑制劑，二者與肝內(nèi)ECM的沉積與降解密切相關(guān)。

MMPS與TIMPS這兩個(gè)作用相反的家族，在肝臟中維持一種平衡統(tǒng)一的狀態(tài)。一旦有各種致病因子打破這種統(tǒng)一，則使二者失衡，從而導(dǎo)致肝纖維化的發(fā)生、發(fā)展。MMPs在肝內(nèi)主要由HSC和KC表達(dá)分泌，是迄今為止發(fā)現(xiàn)的唯一能分解纖維類膠原的酶，幾乎能降解除多糖以外的所有ECM成分，在生理病理過程中發(fā)揮著重要的作用。MMPs家族由24種成員組成，其中有23種存在于人體中[18]。MMPs可被分成六類，在ECM降解中起關(guān)鍵作用的MMPS為MMP-1、MMP-3、MMP-2、MMP-9[19]。MMP-9對(duì)正?；啄び薪到庾饔?，與MMP-2一起維持肝臟修復(fù)過程中細(xì)胞環(huán)境結(jié)構(gòu)完整及肝竇基底膜的正常形態(tài)[20]。

目前共發(fā)現(xiàn)有4種TIMPs。TIMPs是一組低分子量的糖蛋白，廣泛分布于組織和體液中，可由成纖維細(xì)胞、上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞等產(chǎn)生。TIMP不僅是調(diào)節(jié)細(xì)胞外MMPs活性最重要的一類酶家族，而且是具有許多共同生化、生理特性的活性蛋白質(zhì)，其中TIMP-1可以抑制大部分MMPs，尤其是MMP-1的活性，被認(rèn)為在肝纖維化進(jìn)程中發(fā)揮了重要的作用。謝玉梅等[21]通過對(duì)肝硬化患者肝組織中TIMP-1、TIMP-2表達(dá)的觀察，發(fā)現(xiàn)患者肝組織中TIMP-1和TIMP-2相關(guān)抗原表達(dá)的陽性率為100%，且TIMP-1強(qiáng)度高于TIMP-2，而正常肝組織中無1例表達(dá)陽性，同時(shí)血清中的TIMPs與肝組織的TIMPs有明顯相關(guān)性，通過檢測(cè)血清中的TIMPs可以反映出肝臟組織中相關(guān)抗原的表達(dá)狀態(tài)，故可作為肝纖維化的診斷指標(biāo)。TIMP-2在肝纖維化時(shí)的表達(dá)情況與TIMP-1類似。在原代培養(yǎng)的星狀細(xì)胞早期，TIMP-2不表達(dá)當(dāng)星狀細(xì)胞激活后TIMP-2表達(dá)增加。

總之，肝纖維化的形成是一個(gè)復(fù)雜的過程，肝臟內(nèi)細(xì)胞-細(xì)胞、細(xì)胞-基質(zhì)、基質(zhì)-遞質(zhì)間相互作用，構(gòu)成了復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，參與肝纖維化的發(fā)生及發(fā)展。對(duì)肝纖維化發(fā)生機(jī)制的深入研究，將為尋找肝纖維化及肝硬化的防治提供理論基礎(chǔ)。開展作用于信號(hào)分子、轉(zhuǎn)錄因子等小分子物質(zhì)和針對(duì)有關(guān)基因的治療研究，將可能成為今后抗纖維化治療發(fā)展的重要方向之一。

[1]程明亮,楊長(zhǎng)清.肝纖維化的基礎(chǔ)研究及臨床[M].北京：人民衛(wèi)生出版社,2002：1-2.

[2]汪美鳳,平鍵.肝星狀細(xì)胞主要信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路與肝纖維化的關(guān)系[J].實(shí)用肝臟病雜志,2010,13(6)：446-447.

[3]Syn, WingKin, Choi, et al.Osteopontin is Induced by Hedgehog Pathway Activation and Promotes Fibrosis Progression in Nonalcoholic Steatohepatitis[J].Hepatology,2011,53(1)：106-115.

[4]Roderburg C.Micro-RNA Pro fi ling Reveals a Role for miR-29 in Human and Murine Liver Fibrosis[J].Hepatology,2011,53(2)：209-218.

[5]王宇,賈繼東.肝星狀細(xì)胞與肝纖維化[J].臨床內(nèi)科雜志,2010,27(11)：725-726.

[6]Wang R,Shi QM.Cross-talk between Kupffer Cells and HSC in the Pathogenesis of Liver fi brosis[J].J Anhui Pulmo Hosp,2009,8 (6)：39-40.

[7]王茜,何浩,宋文剛.枯否細(xì)胞的負(fù)向免疫調(diào)節(jié)作用[J].細(xì)胞與分子免疫學(xué)雜志,2010,26(6)：611-613.

[8]Song WF,Xu JQ.The effect of nuclear factorκB on kuffer cells activation during experim ental hepatic fi brosis[J].Chin J Gastroenterol Hepatol,2010,19(6)：533.

[9]Chen YL,Li ZY.The relationship between TGF-β1,PDGF-BB,CTGF and chronic hepatitis B with fi brosis[J].Chin J Dif fi c Compl Cas,2010,9(1)：19-20.

[10]Chen LX,Shu JC.Relationship between PDGF and hepatic fi brosis[J].Chin J Gastroenrol Hepatol,2011,20(1)：95-96.

[11]Cheng K,Yang N.TGF-beta1 gene silencing for treating liver fi brosis[J].Mol Pharm,2009,6(3)：772-779.

[12]戴善梅.肝硬化患者血清ET、TNF-α和Endotoxin檢測(cè)的臨床意義[J].放射免疫學(xué)雜志,2009,22(6)：592-593.

[13]Kong M,Ding QE.Changes and Clinical Signi fi cance of the Serum Leptin,Tumor Necrosis Factor-α(TNF-α) in Patients with Liver Cirrhos[J].Chin J General Practic,2010,8(6)：771-772.

[14]黨雙鎖,高寧.實(shí)驗(yàn)性肝硬化大鼠細(xì)胞因子IL-18、TNF-α、IFN-γ的變化及意義[J].西安交通大學(xué)學(xué)報(bào),2010,31(2)：148-149.

[15]Mao S,Qiang H.Levels and clinical significance of insulin-like growth factor binding protein in cirrhosis and primary liver cancer[J].Chin J Clin Res,2011,24(2)：96-97.

[16]Wang YZ,Chen W.Effects of Expression of Serum IL-4,IL-6,IL-8 Induce Hepatic Fibrosis in Carbon Tetrachloride Attacked Mice[J].West Chin Med J,2010,25(1)：44-46.

[17]Clement S.The hepatitis C virus core protein indirectly induces alpha-smooth muscle actin expression in hepatic stellate cells via interleukin-8[J].J Hepatol,2010,52(5)：635-643.

[18]孫華麗,張建軍.組織金屬蛋白酶及其抑制因子與肝纖維化[J].西南軍醫(yī),2010,12(1)：81-82.

[19]Wang J,Leclercq I,Brymora J M,et al.kupffer cells mediate leptininduced liver fi brosis[J].Gastroenterology,2009,137(2)：713-723.

[20]Li YY,Yang HX.Effect of interferon-αon rat liver fibrosis induced by CCl4[J].J Cent South Univ(Med Sci),2011,36(3)：243-244.

[21]謝玉梅,聶青和.肝硬化患者肝組織中TIMP-1、TIMP-2的表達(dá)[J].第四軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào),2010,21(7)： 790-792.