白細胞介素33/ST2信號通路在肝纖維化中的作用

蘇琪皓 任麗梅

肝纖維化是指肝臟受到損傷后，引起肝臟的炎癥免疫反應(yīng)，繼而引起組織自我修復(fù)過程[1]。肝纖維化在全世界具有較高的患病率，要想控制慢性肝病的進展，我們有必要了解肝纖維化。研究發(fā)現(xiàn)，白細胞介素33(Interleukin-33，IL-33)及其信號通路IL-33/ST2參與炎癥、免疫系統(tǒng)調(diào)節(jié)和損傷愈合過程，大量研究發(fā)現(xiàn)它與肝纖維化有關(guān)。本綜述主要探討IL-33及其信號通路IL-33/ST2在肝纖維化的作用、作用機制及最新研究進展，以便更好地了解其的臨床實用性。

一、IL-33及其受體ST2的概述

IL-33是輔助性T細胞2型(Th2型)炎癥免疫反應(yīng)的關(guān)鍵活化分子，1999年首次被描述是在犬蛛網(wǎng)膜下腔出血模型中痙攣性腦動脈中過度表達的蛋白質(zhì)(DV27)[4]；在2003年，被鑒定為在人類微靜脈細胞中大量表達的核因子[3]。通常，IL-33在人體中主要表達并儲存在內(nèi)皮細胞和上皮細胞的細胞核中(如消化道、呼吸道及皮膚等與外界接觸的黏膜免疫系統(tǒng)中)，最近P.Marvie等[5]在正常肝臟血管內(nèi)皮細胞和肝竇細胞中也檢測到了IL-33的存在。IL-33是一種雙重功能細胞因子：分為全長IL-33蛋白(full-length IL-33 protein，flIL-33)和成熟IL-33(mature IL-33，mIL-33)，fIIL-33和mIL-33都能與ST2(相關(guān)抑制致瘤性2受體，suppression of tumorigenicity2)結(jié)合并通過ST2發(fā)出信號，但mIL-33生物活性的親和力比flIL-33高10倍[2]。

IL-33的受體 ST2也稱之為ST2L，是Toll樣受體(Toll-like receptor,TLR)/IL1R超家族的成員。IL-33與ST2L和IL-1受體輔助蛋白(Interleukin-1 receptor accessory protein，IL-1RAcP)共同組成的異源二聚體結(jié)合而發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)，研究證明IL-1RAcP是所有白細胞介素家族受體共有部分[7]。ST2受體主要由參與先天免疫的免疫細胞表達，包括肥大細胞、ILC2s(固有淋巴樣細胞2,innate lymphoid cell 2)、巨噬細胞、樹突狀細胞、嗜酸性粒細胞、嗜堿性粒細胞、自然殺傷細胞(NK細胞)等。此外，還參與適應(yīng)性免疫細胞如調(diào)節(jié)性T細胞(Regulatory，Tregs)如TH2淋巴細胞也表達ST2[6]。ST2mRNA前體經(jīng)過選擇性剪切后主要可分為三種不同的亞型：跨膜型ST2L、分泌型ST2(soluble ST2,sST2)和多變型ST2V(ST2variant form)。跨膜型ST2L具有膜錨定形式，限制在Th2細胞和肥大細胞的表面，可在體外實驗中作為Th2細胞的一種特異性標志。sST2主要表達于胚胎組織、乳腺腫瘤和纖維母細胞中，最近被證明是IL-33的拮抗誘餌受體，可能作為循環(huán)生物標志物反映肝病患者的IL-33活化和纖維化。文獻顯示輕度乙型肝炎病毒(HBV)感染和重度肝纖維化患者的sST2血清水平不同，同樣，發(fā)現(xiàn)sST2的血漿水平與HBV相關(guān)的急性慢性肝衰竭患者的疾病嚴重程度和死亡率相關(guān)，推測sST2濃度的升高可能表明肝細胞癌的預(yù)后差[9]。此外，Oztas E研究顯示乙型肝炎病毒感染的肝纖維化患者其血清sST2表達水平升高，其升高程度主要取決于肝纖維化的嚴重程度[19]。ST2V定位于細胞膜上，可表達于肺臟，在心、肝、腎等組織不表達[7]。

二、IL-33及其受體ST2的生物學(xué)功能

IL-33通過ST2和Th2免疫應(yīng)答發(fā)出信號參與組織穩(wěn)態(tài)[8]。IL-33與ST2L結(jié)合后，募集下游的信號分子，如髓樣分化因子88(Myeloid differentiation factor88,MyD88)、IL-1受體蛋白激酶(IL-1receptor-associatedkinase,IRAK)、IL-1受體相關(guān)蛋白酶4(IL-1Receptor-associated kinase 4,I-RAK4)和TNF受體相關(guān)因子6(TNF receptorassociatedfactor 6,TRAF6)，激活核因子κB(nuclear factor-kappaB,NF-κB)和MAPK信號通路，使細胞外信號調(diào)節(jié)激酶1/2(Extracellular signal-regulated kinase 1/2,ERK 1/2)和p38絲裂原活化蛋白激酶激活，增加IL-4、IL-5、IL-13的分泌，引起TH2型免疫應(yīng)答[17]。

IL-33及其受體ST2在炎癥免疫反應(yīng)過程中發(fā)揮著重要的作用，研究[10]表明IL-33通過參與Th2細胞介導(dǎo)的炎癥免疫應(yīng)答、調(diào)節(jié)肥大細胞的功能，從而作為一種前炎細胞因子引起組織的特異炎癥免疫病理改變。Drake LY等研究表明在炎癥期間，組織中基礎(chǔ)IL-33表達可以進一步增加[11]。炎性微環(huán)境可通過產(chǎn)生高活性成熟形式來加劇IL-33的疾病相關(guān)功能。研究表明炎癥期間分泌的中性粒細胞絲氨酸蛋白酶如組織蛋白酶G和彈性蛋白酶可調(diào)節(jié)IL-33的活性[12]。

三、IL-33/ST2信號通路在肝纖維化中的作用及機制

大量數(shù)據(jù)顯示IL-33/ST2信號通路通過促進損傷愈合和組織修復(fù)在細胞穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。IL-33/ST2信號通路維持了炎癥和組織再生之間的平衡[6]，由此可判斷IL-33/ST2信號通路廣泛參與了肝纖維化的過程。有證據(jù)表明，當發(fā)生急性和嚴重肝損傷時，損傷的肝細胞釋放IL-33可能成為組織保護機制的激活劑，而在慢性肝損傷的情況下，IL-33起促纖維化的作用[5]。學(xué)者采用了Real-time PCR、免疫組化及Western blotting等方法證明在肝纖維化小鼠和患者的肝組織中IL-33及ST2mRNA明顯升高；另外IL-33的表達趨勢與ST2、膠原蛋白的表達趨勢相同，而且它們的表達隨著纖維化的嚴重程度加重而增加，特別是在肝硬化肝臟中[15]。T.McHedlidze等[16]的研究發(fā)現(xiàn)在四氯化碳及硫代乙酰胺誘導(dǎo)的小鼠肝纖維化血清IL-33中表達量明顯升高，肝組織中的IL-33mRNA及蛋白表達量也明顯升高。

ST2的作用在肝纖維化中也得到了證實，在沒有受體ST2L的情況下，炎癥細胞浸潤減少導(dǎo)致肝損傷減輕，從而纖維化減少。還發(fā)現(xiàn)缺陷ST2L小鼠在用四氯化碳攻擊時膠原蛋白的產(chǎn)生不會增加[18]。ST2L的缺失通過減弱絲裂原活化蛋白激酶(MEK)/細胞外信號調(diào)節(jié)激酶(ERK)/p38-絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號級聯(lián)反應(yīng)的激活，在急性和慢性期均可以達到預(yù)防肝臟炎癥[17]。綜上所述，肝組織或血清中的IL-33及ST2可以作為評估和診斷肝纖維化的的指標，在臨床中是否可行仍需大量的臨床數(shù)據(jù)支持。

IL-33在肝細胞損傷后可能對HSC產(chǎn)生直接影響，增加細胞因子的分泌和膠原蛋白的產(chǎn)生。一項研究表明，ST2缺陷型肝纖維化小鼠的HSCs活化減少，作用機制為IL-33介導(dǎo)的Th2免疫應(yīng)答促進HSC增殖，TGF-β合成和纖維化發(fā)生[5]；同時得出在不給予任何化學(xué)物質(zhì)干預(yù)的情況下誘導(dǎo)肝纖維化中載體編碼的IL-33會過表達，證明了IL-33的促纖維化作用，主要通過IL-13誘導(dǎo)IL-4Rα信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子6(STAT6)激活，增強TGF-β信號在HSC中的傳導(dǎo)，從而啟動HSCs的激活和分化，促進肝纖維化。此外，rIL-33在體外激活HSCs，誘導(dǎo)纖維化細胞因子(IL-6和TGF-β)和肝纖維化的標志物(即α-平滑肌肌動蛋白(α-SMA)、膠原蛋白)的表達[17]。同樣可以通過ST2信號通路激活I(lǐng)LC2s，再次釋放出Th2細胞因子[14]。IL-33誘導(dǎo)ILC2的活化和擴增以表達IL-13和IL-5，導(dǎo)致了促纖維化的肝星狀細胞活化[13]，并且隨后引起M2巨噬細胞和嗜酸性粒細胞積聚并通過減弱脂肪組織炎癥調(diào)節(jié)肝臟脂肪組織中的ST2+Tregs穩(wěn)態(tài)[2]。最近，Tan等在經(jīng)受膽管結(jié)扎(BDL)的小鼠的肝臟和肝硬化患者的IL-33表達中上調(diào)，IL-33通過刺激培養(yǎng)活化的肝星狀細胞，激活了ERK、JNK和p38蛋白激酶介導(dǎo)的MAPK途徑促進了肝纖維化的發(fā)生[17]。事實上，IL-33的上調(diào)與ILC2的增加呈正相關(guān)，活化的ILC2衍生的IL-13通過IL-4Rα-STAT6轉(zhuǎn)錄因子依賴性途徑啟動HSC的活化，這些結(jié)果均表明IL-33/ST2信號通路與肝纖維化密切相關(guān)。

四、總結(jié)與展望

在過去的幾十年中,肝纖維化發(fā)病機制、血清標記物等方面的研究取得了很大的進展,已經(jīng)揭示出細胞外基質(zhì)的細胞來源及HSC激活的各個階段過程中的調(diào)控通路.在肝纖維化的診斷上,除了傳統(tǒng)的肝活檢技術(shù),還研發(fā)出部分新型血清標記物。本綜述通過查找最新大量文獻對IL-33及ST2在肝纖維化中的意義有了深刻的了解，現(xiàn)總結(jié)如下：

(一)肝纖維化是各種肝病的必經(jīng)階段,正所謂肝纖維化是各種慢性肝病最后走向肝硬化的“華山一條路”，肝纖維化始終伴隨著炎癥免疫反應(yīng)，基于研究發(fā)現(xiàn)，肝纖維化大鼠與血清IL-33、ST2的表達呈正相關(guān)，聯(lián)合檢測血清IL-33和sST2可能是今后診斷肝纖維化和判斷其預(yù)后的一個重要新型生物學(xué)標記。由此推斷IL-33及ST2可以結(jié)合肝穿刺、其他血清血標記物作為肝纖維化的早期診斷，但是仍缺少大量臨床資料，下一步需要大量臨床數(shù)據(jù)分析其可行性。只有在早期診斷了肝纖維化，才能緩解各種慢性肝病的進展，使患者的治療達到最優(yōu)化。

(二)IL-33及ST2在肝纖維化有升高趨勢，但目前很少有文獻報道IL-33及ST2在不同病因肝纖維化中的變化趨勢，故在以后的科研工作中可分析IL-33及ST2在不同病因的肝纖維化中表達趨勢，這有助于在未來工作中根據(jù)IL-33及ST2在表達結(jié)果判斷肝纖維化的病因。

(三)肝纖維化發(fā)生發(fā)展過程中涉及多種細胞因子及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑參與，一種細胞因子可以激活多條信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，一條信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路又可被多種細胞因子激活，不同信號傳導(dǎo)通路之間相互關(guān)聯(lián)，構(gòu)成極為復(fù)雜的信號交織網(wǎng)。IL-33和ST2與其他因子是否有協(xié)同作用或者參與其他器官的肝纖維化仍需進一步研究，對于以后的臨床靶向治療具有重要意義。IL-33/ST2信號通路可作為一個新靶點運用于肝纖維化治療和研究中，是進一步研究的新領(lǐng)域。