慢性肝臟病變中的血管生成機制

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·綜述·

慢性肝臟病變中的血管生成機制

賈琰1宋正己2

(1.昆明理工大學醫(yī)學院, 云南昆明650500；2.云南省第一人民醫(yī)院消化科, 云南昆明650032)

Mechanism of Angiogenesis in Chronic Liver Lesions

JIAYan1SONGZhengji2

1.MedicalCollegeofKunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming650500,China; 2.DepartmentofGastroenterology,TheFirstPeople’sHospitalofYunnanprovince,Kunming650032,China

基本項目：國家自然科學基金項目(編號：81160062)；云南省科技計劃項目(編號：2011FZ283)

慢性肝臟病變是不同因素導致的肝臟損害。慢性肝臟病變中血管生成表現(xiàn)為肝血竇內(nèi)皮化和形成異常的血管網(wǎng)絡(luò)，它與慢性肝臟病變的進展及其并發(fā)癥的發(fā)生密切相關(guān)。本文結(jié)合近年文獻，從肝臟炎性反應、促血管生成因子和細胞活化狀態(tài)三方面討論慢性肝臟病變中血管生成的機制。

1肝臟炎性反應

1.1炎性反應與缺氧缺氧是慢性肝臟病變中血管生成的始動因素和最主要因素。肝臟實質(zhì)細胞損傷后釋放炎性介質(zhì)，使炎性細胞在肝內(nèi)聚集和活化，導致活性氧(ROS)增加，肝血竇滲透性增高，進而發(fā)生血漿外滲、組織水腫，肝血竇微循環(huán)障礙及肝組織氧彌散距離增大，加重肝組織缺氧[1]。肝臟對氧的需求較高，在低氧和ROS增加時，細胞轉(zhuǎn)錄因子中的低氧誘導因子(HIF-1α)羥基化受阻，進而抑制泛素化酶降解途徑，使細胞內(nèi)HIF-1α水平增加。HIF-1α能上調(diào)血管生成因子的表達而促進新生血管形成，而改善組織的缺血缺氧狀態(tài)[2]。HIF-1α不僅可誘導促血管生成因子的表達，也可通過活化核轉(zhuǎn)錄因子κB(NF-κB)而上調(diào)炎性因子的表達；缺氧和炎性反應緊密交聯(lián)，協(xié)同調(diào)控血管生成[3]。

1.2炎性反應與細胞活化慢性肝臟炎性反應中，表達上調(diào)的轉(zhuǎn)化生長因子-α(TGF-α)、血小板活化因子(PDGF)、腫瘤壞死因子(TNF-α)等細胞因子和ROS共同促進和維持內(nèi)皮細胞、肝星狀細胞(HSC)、枯否細胞的活化、遷移和增殖。這是血管生成的細胞基礎(chǔ)，在血管網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中發(fā)揮重要作用[4]。慢性炎性反應引發(fā)免疫反應，促進趨化因子釋放，使外周血中的白細胞、肥大細胞通過較高滲透性的新生血管外滲到肝臟組織中；而聚集的活化炎性細胞在增加氧耗、加劇低氧的同時，又可產(chǎn)生大量的白細胞介素和促血管生成因子，促進炎性反應和血管生成[5]。

1.3炎性反應與纖維化血管生成與纖維發(fā)生是相互促進的過程[6]。慢性肝臟炎性反應引起HSC的活化和纖維化，使肝血竇Disse間隙內(nèi)有過多細胞外基質(zhì)(ECM)沉積并在血竇周形成連續(xù)的基底膜，導致血竇毛細血管內(nèi)皮化。肝內(nèi)血管側(cè)枝重建及肝小葉纖維間隔形成使肝內(nèi)的血流與氧供受到影響，加重肝臟組織缺氧和ROS損傷，誘導HIF-1α產(chǎn)生，進而使促血管生成因子表達增加，促使新生血管形成和肝纖維化發(fā)展[7]。

2促血管生成因子

慢性肝臟病變中，促血管生成因子來源于內(nèi)皮細胞及HSC、白細胞、肝細胞和巨噬細胞。

2.1血管內(nèi)皮細胞生長因子(VEGF)VEGF是內(nèi)皮細胞增殖、活化最強的刺激因子，主要通過以下幾方面調(diào)節(jié)血管生成：(1)與受體結(jié)合后激活胞內(nèi)酪氨酸激酶，促進內(nèi)皮細胞增殖、遷移，拮抗凋亡；(2)增加血管通透性，促進血漿蛋白外滲，參與細胞外基質(zhì)(ECM)和血管基膜形成，為內(nèi)皮細胞的遷移和血管的生長提供支持；(3)通過啟動蛋白水解酶系統(tǒng)降解ECM，促進新生血管形成[8]。慢性肝損傷中，VEGF及其受體表達上調(diào)，程度與肝纖維化程度平行，而拮抗VEGF可以緩解肝纖維化和門脈高壓[9]。

2.2血小板衍化生長因子(PDGF)PDGF是血管生成趨化因子，可促進血管周細胞的募集；而且，它也是最強的活化HSC的絲裂原[9]。目前已發(fā)現(xiàn)PDGF家族的4個成員，即PDGF A、PDGF B、PDGF C、PDGF D。PDGF可通過ERK途徑誘導活化的HSC分泌VEGF，促進內(nèi)皮細胞的生長和增殖、上調(diào)基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑的表達，且可通過活化血管周細胞和改建ECM促進血管新生[10]。

2.3胎盤生長因子(PLGF)PLGF屬于VEGF相關(guān)血管生長因子，它與VEGF受體和神經(jīng)菌毛素(neuropilin-1)結(jié)合而增加內(nèi)皮細胞和單核細胞的活性，或通過募集內(nèi)皮細胞、單核細胞而刺激炎性細胞的遷移和趨化，從而在機體炎性反應和血管生成中發(fā)揮重要作用[11]。研究[12]也證實，PLGF可通過活化平滑肌細胞、內(nèi)皮細胞和單核細胞而促進動脈血管形成，或通過刺激內(nèi)皮細胞和活化HSC而促進側(cè)枝循環(huán)形成。該研究還發(fā)現(xiàn)，靜脈高壓性小鼠腸系膜血管新生也與VEGF和PLGF的表達上調(diào)有關(guān)，PLGF基因敲除的小鼠門靜脈壓力顯著降低。

2.4血管生成素(Ang)Ang包括Ang-1、Ang-2、Ang-3和Ang-4，其中Ang1通過作用于內(nèi)皮細胞特異的Tie2受體維持成熟血管的完整性，參與生理及病理狀態(tài)下的血管新生。慢性肝損傷中，Ang-1及其受體Tie2上調(diào)，促進了內(nèi)皮細胞的增殖與遷移[13]。Ang-1/ Tie2受體系統(tǒng)在部分肝切除后的肝竇重建以及肝壞死區(qū)域肝竇毛細血管化的發(fā)展中起重要作用。慢性肝損傷大鼠的HSC和肝血竇內(nèi)皮細胞(SEC)中，Ang-1/ Tie2信號轉(zhuǎn)導途徑的活性上調(diào)，促進了活化HSC等周細胞的非定向遷移和趨化，加速了病理性血管的形成[14]。

2.5整合素αvβ3整合素(integrin)是細胞重要的黏附分子，介導細胞間及細胞與ECM的相互作用。其中，整合素αvβ3在正常肝組織中表達水平較低，在慢性肝炎組織和體外激活的HSC中表達明顯增加。整合素αvβ3和VEGF協(xié)同調(diào)節(jié)N-Ras和PI3-K信號；整合素αvβ3和基質(zhì)金屬蛋白酶2(MMP2)相互作用，促進內(nèi)皮細胞的芽生、遷移和血管生成[15-16]。

2.6堿性成纖維細胞生長因子(bFGF)bFGF是內(nèi)皮細胞的重要有絲分裂原和血管生成因子。慢性肝損傷時，bFGF在纖維間隔區(qū)、內(nèi)皮細胞、肝細胞、HSC胞漿中呈高水平表達[17]。bFGF促進血管內(nèi)皮細胞分裂并增強了內(nèi)皮細胞向炎性反應和低氧區(qū)域的化學趨向性；它還通過誘導蛋白溶解酶的生成而參與ECM的改建，促進內(nèi)皮細胞遷移、穿透基質(zhì)和新生血管出芽生長[18]。

3細胞活化

慢性肝臟病變中，肝組織缺氧和其分泌的細胞因子能夠促進肝臟間質(zhì)細胞的活化和表型轉(zhuǎn)變，這是血管生成的細胞學基礎(chǔ)。

3.1肝竇內(nèi)皮細胞活化肝竇內(nèi)皮細胞是數(shù)量最多的肝臟非實質(zhì)細胞。正常肝竇內(nèi)皮細胞表面有窗孔，而細胞外無基膜，由此形成的篩孔樣結(jié)構(gòu)是細胞內(nèi)外物質(zhì)交換的通道，參與維持肝細胞微環(huán)境的穩(wěn)定。慢性肝臟病變中自分泌和旁分泌的促血管生成因子可促進肝竇內(nèi)皮細胞的增殖、遷移，還可使其特征性窗孔減少或消失，并使內(nèi)皮細胞下形成連續(xù)的基底膜，促進肝血竇毛細血管內(nèi)皮化[19-20]。正常濾過通道消失將導致肝細胞和肝竇血液間的物質(zhì)和氣體交換障礙，使肝竇內(nèi)循環(huán)阻力增加，進而造成肝細胞持久的缺血缺氧狀態(tài)，加重肝細胞損害，促進血管生成[21]。

3.2HSC活化活化的HSC可表達平滑肌肌動蛋白(α-SMA)，因此，HSC具有血管平滑肌細胞的特性，能促進新生血管的構(gòu)建[22]。活化的HSC的增殖、遷移、收縮性增強，產(chǎn)生的大量ECM聚集于Disse間隙，導致竇毛細血管內(nèi)皮窗孔關(guān)閉，血竇內(nèi)壓力增加?；罨腍SC還分泌多種促血管生成因子，在維持自身活化狀態(tài)的同時促進血管生成[23]。其中，VEGF受體同時表達于內(nèi)皮細胞和活化的HSC，VEGF和bFGF協(xié)同調(diào)節(jié)靶細胞經(jīng)RTKs途徑的細胞增殖信號。此外，活化的HSC還可通過上調(diào)HIF-1α的表達增強Smad2/3信號，使 VEGF、Ang1及其受體表達上調(diào)，進一步促新血管生成[24]。

3.3枯否細胞和炎性細胞活化正常肝臟枯否細胞能夠滅活門靜脈來源的毒素，從而保護肝竇內(nèi)皮細胞；而慢性肝損傷時，枯否巨噬細胞被激活，產(chǎn)生ROS和PDGF，兩者通過NF-κB上調(diào)VEGF的表達，進而促進血管內(nèi)皮細胞的活化[25]。此外，慢性肝組織損傷時，肥大細胞、單核細胞等也聚集到損傷肝組織周圍，這些炎性細胞通過釋放ROS、TNF-α、一氧化氮(NO)、HIF-1α而增加組織滲透性，促進新生血管生成[26-28]。

綜上所述，慢性肝臟病變中，多種細胞因子表達上調(diào)，促進肝纖維化和血管生成，但機制較為復雜，目前仍不明確。今后應進一步探究慢性肝臟病變中血管新生的機制，以期為抗肝纖維化、抗血管生成治療提供依據(jù)。

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通訊作者宋正己，E-mail：songjin177@163.com

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