盤狀結(jié)構(gòu)域受體DDRs家族在肝纖維化中的作用

張?zhí)煲?，廖浩乾，喬成?綜述 白 琳， 何 晶，卜 歆 審校

肝纖維化是細胞外基質(zhì)細胞外基質(zhì)(extracellular matrix,ECM)過度產(chǎn)生和沉積而導(dǎo)致的肝的病理變化。纖維化的持續(xù)發(fā)展將進展為以纖維間隔和假小葉形成為特征的肝硬化。臨床上肝硬化病人常伴有肝功能衰竭、門靜脈高壓，甚至發(fā)展為肝癌。既往認為肝纖維化是一個被動的不可逆的過程，但目前認為肝纖維化是反復(fù)的損傷和修復(fù)過程，通過有效治療可以逆轉(zhuǎn)。盤狀結(jié)構(gòu)域受體(discoidin domain receptors,DDRs)作為一種細胞膜表面的酪氨酸激酶受體，其在正常的肝組織中很少或幾乎不表達，但作為膠原配體參與并影響肝的纖維化過程。該文將近年來DDRs家族在肝纖維化中的作用相關(guān)研究進行綜述。

1 肝纖維化的發(fā)生機制

肝纖維化是在肝炎病毒感染、酒精和脂肪肝以及自身免疫性肝病后發(fā)生的一種肝臟慢性損傷修復(fù)的過程。它并不是一種疾病，而是一個病理生理過程。肝纖維化的主要特征是一個因肝細胞再生功能障礙和炎癥反應(yīng)刺激ECM膠原纖維增生、沉積為特點的異常調(diào)節(jié)過程。ECM合成與降解失衡、基質(zhì)重構(gòu)以及纖維膠原異常沉積是肝纖維化的重要病理基礎(chǔ)。纖維化中最常見、也最具特征性的改變是膠原的沉積增加，尤其是纖維膠原。

當肝組織受到一系列的損傷后會激活肝星狀細胞(hepatic stellate cells,HSCs)，HSCs刺激肌成纖維細胞(myofibroblast,MF)的活化，分泌大量ECM，繼而出現(xiàn)肝纖維化癥狀。一些肝纖維化的模型證明HSCs是對過量的纖維生成做出反應(yīng)的早期細胞。HSCs的活化與慢性損傷導(dǎo)致的纖維發(fā)生和炎癥反應(yīng)有關(guān)。星狀細胞的激活是在其周圍受損細胞的刺激下發(fā)生，大量的炎性因子和纖維性因子促進星狀細胞的活化。正常的HSCs合成和分泌膠原，以及合成降解正常ECM的基質(zhì)金屬蛋白酶2(matrix matalloproteinases 2,MMP-2)、基質(zhì)金屬蛋白酶9(matrix matalloproteinases 9,MMP-9)和降解膠原纖維的基質(zhì)金屬蛋白酶1(matrix matalloproteinases 1,MMP-1)、基質(zhì)金屬蛋白酶8(matrix matalloproteinases 8,MMP-8)和基質(zhì)金屬蛋白酶13(matrix matalloproteinases 13,MMP-13)，同時分泌金屬蛋白酶組織抑制因子防止膠原過度降解，使肝臟ECM的合成和分解處在一個動態(tài)平衡中。在正常情況下MMPs主要降解肝內(nèi)過多生成的ECM，金屬蛋白酶組織抑制因子則發(fā)揮抑制MMPs活性的功能。在病理條件下兩者之間平衡被打破，過多的ECM不能被MMPs及時降解，造成ECM在組織中大量沉積，最終導(dǎo)致纖維化的發(fā)生。

2 DDRs家族在肝纖維化的作用以及抗纖維化藥物的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 DDRs家族

DDRs是一種新型的受體型酪氨酸激酶(receptor tyrosine kinase，RTK)亞家族，因為其胞外區(qū)具有discoidin Ⅰ這樣的結(jié)構(gòu)域而被命名為DDRs家族，主要包括DDR1和DDR2兩類。DDRs家族從屬于RTK家族，具有典型的RTK家族結(jié)構(gòu)——一段胞外結(jié)構(gòu)域一段跨膜結(jié)構(gòu)域和一段胞內(nèi)激酶結(jié)構(gòu)域。DDRs家族胞外結(jié)構(gòu)域包含N-端的DS domain和DS-like domain兩個球形結(jié)構(gòu)域，以及由30～50個氨基酸組成的細胞外近膜區(qū)。DDR1和DDR2的DS domain和DS-like domain結(jié)構(gòu)域序列具有較高的同源性(50%以上)。DDRs家族是膠原受體，可與多種膠原特異性結(jié)合。DDR1和DDR2可結(jié)合纖維性膠原(Ⅰ～Ⅲ型和Ⅴ型)，膠原識別位點為GVMGFO模序，DDRs可通過結(jié)合膠原并激活下游不同的絲裂原活化蛋白激酶信號通路。有時DDRs介導(dǎo)的信號傳遞也不依賴于膠原的結(jié)合以及受體激酶的活性。DDRs在正常人體組織中廣泛表達，參與調(diào)節(jié)腫瘤、成骨發(fā)育、纖維化及動脈粥樣硬化等疾病的發(fā)生發(fā)展。DDR1主要表達于上皮細胞和成纖維細胞，在小鼠和人的腦、肺、腎、脾和胎盤等組織中高表達。而DDR2主要表達于成纖維細胞或間充質(zhì)來源的細胞，在骨骼、心臟、肌肉、腎和肺中高表達。DDRs蛋白表達具有廣泛性，在調(diào)節(jié)人與小鼠的器官發(fā)育，以及影響多種細胞的黏附、增殖、遷移和調(diào)控下游分子基質(zhì)金屬蛋白酶的表達等方面都發(fā)揮了重要的作用。DDR1主要被Ⅰ、Ⅳ型膠原活化，DDR1調(diào)節(jié)膠原收縮和(間接)纖維化反應(yīng)，很大程度上不依賴于膠原結(jié)合整合素。DDR2主要被Ⅰ、Ⅲ型膠原活化，通過感受微環(huán)境中膠原量和構(gòu)型的變化來調(diào)節(jié)間質(zhì)細胞的黏附、遷移、分化、增殖等活動。

2.2 DDRs在肝纖維化發(fā)展中的作用

2.2.1

DDR1與肝纖維化 目前對于DDR1在肝臟中的表達及其所發(fā)揮的作用都知之甚少。DDR1在肝臟中的表達低于腦、腎、肺及心臟。在正常的肝臟中，用原位雜交和免疫熒光的方法分別在肝細胞、肝門-肝實質(zhì)連接處的肝細胞、膽管上皮細胞中檢測DDR1的mRNA和蛋白的表達。結(jié)果表明DDR1在肝硬化的肝實質(zhì)細胞以及膽管上皮細胞中表達上調(diào)。相反，肝硬化中的HSCs、正常肝臟中的門靜脈成纖維細胞以及MF(激活的HSCs或者激活的門靜脈成纖維細胞)中不表達DDR1。DDR1有5種不同的亞型，在不同的組織中不同亞型的表達差異很大。在肝組織中，DDR1a的過表達改變了肝細胞的行為，增加了與Ⅰ型膠原的黏附和減少遷移。當肝細胞被過量的膠原蛋白包裹時，如在肝硬化里，尤其是在實質(zhì)-隔膜連接處，肝細胞表面DDR1表達的增加會增強DDR1介導(dǎo)的細胞與ECM中的Ⅰ型膠原的結(jié)合。此外，DDR1還可以調(diào)節(jié)MMP-1、MMP-2的表達，這種作用并不依賴于DDR1的3個酪氨酸位點的磷酸化。這些數(shù)據(jù)表明DDR1與肝纖維化相關(guān)，并表明了上皮細胞與膠原相互作用在慢性肝損傷中的重要性。在博來霉素誘導(dǎo)的肺纖維化模型中，相較于野生鼠，DDR1的缺失小鼠肺損傷減少，肺纖維化程度減弱。DDR1的促纖維化和促炎癥的作用同樣在腎損傷的小鼠模型中也被證實。DDR1在狼瘡性腎炎和良性腎病患者中表達升高，與新月體性腎炎小鼠模型中相同。不同的腎損傷小鼠模型都表明在DDR1缺失小鼠中腎功能改善，可避免血管緊張素Ⅱ介導(dǎo)的蛋白尿、腎小球纖維化和炎癥。即使DDR1在其他纖維化的模型中有促纖維化和促炎癥的作用，但是在肝纖維化中DDR1表達上調(diào)的生物學(xué)意義很大程度上仍是未知。所以針對DDR1在肝纖維化中的功能研究和藥理研究仍需進一步深入。

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DDR2與肝纖維化 DDR2是一種特異性識別膠原的受體型酪氨酸激酶，其可在多種組織中表達，但在肝臟中則主要表達在HSCs中，可通過與Ⅰ型膠原結(jié)合激活其活性。Schuppan et al發(fā)現(xiàn)DDR2受體促進了MMP-2介導(dǎo)的HSCs的增殖和侵襲。正常情況下，DDR2在肝中表達很低，當肝損傷時，HSCs活化，DDR2在活化的HSCs中大量表達，而在HSCs細胞靜息期其表達下調(diào)。在HSCs中，DDR2在內(nèi)源或外源的Ⅰ型膠原作用下發(fā)生酪氨酸磷酸化，促進了下游MMP-2的表達和活化，加速了ECM的降解。Ⅰ型膠原依賴的DDR2表達上調(diào)形成了一個正反饋回路，導(dǎo)致HSCs增殖能力和侵襲活性的增強。這些都表明DDR2在肝纖維化里具有重要的作用。Borza et al接著在DDR2的缺失鼠(

DDR

2--)中證明了DDR2缺失通過改變HSCs和肝相關(guān)巨噬細胞之間旁分泌的相互作用，促進了四氯化碳誘導(dǎo)的慢性肝纖維化。在急性肝損傷期，HSCs通過與DDR2的配體纖維化膠原相互作用加速了纖維化進程。但是在四氯化碳誘導(dǎo)的慢性肝纖維化過程中，DDR2的缺失卻促進了慢性肝纖維化。用四氯化碳建立慢性的肝纖維化模型，在

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2小鼠模型中，對比在急性肝損傷期的改變，

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2小鼠的肝中膠原沉積、明膠分解的活性以及HSCs的密度都明顯增加。在四氯化碳誘導(dǎo)后的

DDR

2小鼠的靜息期HSCs中，骨橋蛋白、轉(zhuǎn)化生長因子、單核細胞趨化蛋白-1以及白介素10明顯增加，MMP-2、MMP-13以及Ⅰ型膠原明顯減少。從

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2小鼠慢性損傷的肝臟中分離的HSCs體外遷移和增殖的能力增加，但降解ECM的活性降低。從四氯化碳誘導(dǎo)的

DDR

2小鼠肝臟中分離的巨噬細胞向HSCs的趨化活性明顯強于野生型，同時降解ECM能力增加，活化的HSCs分泌巨噬細胞抗遷移因子來防止巨噬細胞向外遷移。這些研究表明DDR2通過協(xié)調(diào)HSCs與巨噬細胞的旁分泌作用來減緩慢性肝纖維化。DDR2在HSCs中的信號通路中下調(diào)纖維化相關(guān)的細胞因子的表達，上調(diào)ECM相關(guān)成分如MMP-2、MMP-13和Ⅰ型膠原的表達，從而抑制慢性纖維化的發(fā)展。

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3 抗纖維化藥物的發(fā)展現(xiàn)狀

抗纖維化藥物對于預(yù)防纖維化的發(fā)展和逆轉(zhuǎn)晚期酒精性肝炎、非酒精性脂肪性肝炎、病毒性肝炎(乙型和丙型)以及自身免疫性肝病是特別需要的。肝臟是藥物代謝的重要靶器官，口服或非腸道給藥后肝臟會維持一個較高的藥物水平。目前有一些治療可以進一步靶向特定的肝細胞或細胞受體。雖然針對慢性肝病的主要病理過程的治療方法是最佳的抗纖維化治療策略，對晚期纖維化能夠進行有效的治療，但并不能夠預(yù)防纖維化過程中的并發(fā)癥——如肝的代謝失調(diào)、靜脈曲張引起的大出血、感染和肝癌。這就體現(xiàn)了開展特異性抗纖維化藥物臨床驗證的必要性。在臨床藥物試驗第1～2階段，正在測試的有希望的實驗藥物主要是間接抗纖維化藥物，其列表和詳細描述也已經(jīng)出版。一些直接的抗纖維化的藥物，即那些針對下游靶點的藥物，主要是針對活化的HSC、MF和膽管細胞、ECM分子、ECM受體和ECM交聯(lián)酶，此類藥物應(yīng)適用于所有的纖維化肝病以及其他的一些纖維化疾病。此外，靶向在纖維化進程中扮演重要作用的DDRs家族來間接影響纖維化的進程也是一個不錯的選擇。DDRs家族中的兩個成員DDR1和DDR2在肝纖維化中的作用各不相同。目前DDR1與肝纖維化的研究報道甚少，已知DDR1與肝硬化的發(fā)展相關(guān)。DDR2缺失小鼠實驗證實DDR2抑制慢性肝纖維化的發(fā)展。通過干預(yù)DDRs家族來調(diào)控下游信號通路，進而調(diào)控纖維化的進程，將是一種治療肝纖維化的新思路。

3 結(jié)語

肝硬化是一種臨床常見的彌漫性的病理過程，由一種或多種病因長期和反復(fù)作用造成的肝損害，其特征為肝纖維化和正常肝結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)楫惓＝Y(jié)節(jié)(再生性結(jié)節(jié))。肝纖維化是慢性肝病演變?yōu)楦斡不闹虚g必經(jīng)階段，是疾病演變中一個連續(xù)進展的過程。HSCs和膠原在其中起著十分重要的作用。在肝纖維化的進程中，激活的肝臟巨噬細胞破壞肝細胞，刺激HSCs的活化。在分子水平上，許多細胞因子參與細胞信號通路的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)HSCs的激活和纖維生成。DDRs作為膠原的受體，其在多種腫瘤和纖維化過程中發(fā)揮著十分重要的作用。DDRs的兩大成員，DDR1在肺和腎的纖維化中都具有明顯的促纖維化促炎癥的作用，而與肝纖維化相關(guān)的報道甚少，目前在肝硬化中證實DDR1a的過表達改變了肝細胞的行為，增加了與Ⅰ型膠原的黏附和減少遷移，DDR1還可調(diào)節(jié)MMP-1和MMP-2的表達參與肝纖維化的過程。而另一成員DDR2作為一種特異性識別纖維膠原的受體型酪氨酸激酶，其缺失可以促進慢性肝纖維化的發(fā)展。DDR2通過HSCs與巨噬細胞的相互旁分泌作用抑制慢性肝纖維化的進展。這種相互作用是否通過激酶介導(dǎo)的下游反應(yīng)與巨噬細胞相互影響還是只通過其胞外區(qū)目前沒有得到證實。

肝纖維化是肝硬化的前提，抑制肝纖維化的發(fā)生，將對防止肝硬化、肝癌的發(fā)生起著重要的作用。DDRs家族在纖維化疾病和腫瘤進展中的重要作用，提示阻斷這些受體會是一種有希望的治療策略。策略之一為阻斷DDRs與膠原的相互作用或空間上阻斷受體激活所需的構(gòu)象變化。另一策略是靶向酪氨酸激酶活性以阻斷DDR介導(dǎo)的下游信號傳導(dǎo)。酪氨酸激酶抑制劑阻斷DDR1和DDR2激酶的活性，并在過表達這兩種受體的細胞中防止膠原介導(dǎo)的酪氨酸的自磷酸化。進一步深入研究DDRs在肝纖維化中作用將對肝纖維化的治療提供新的思路和方法。