孔德松，鄭仕中，2，陸 茵，2，王愛云，2

(1.南京中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，江蘇南京 210029;2.江蘇省方劑研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210046)

肝纖維化(hepatic fibrosis，HF)是繼發(fā)于各種慢性肝損傷之后組織修復(fù)過程中的代償反應(yīng)，表現(xiàn)為細(xì)胞外基質(zhì)(extra cellular matrix，ECM)過度沉積。如無有效的治療措施，隨著病情的發(fā)展將導(dǎo)致肝臟纖維結(jié)節(jié)形成并破壞正常的肝臟結(jié)構(gòu)與功能，最終發(fā)展成為肝硬化而出現(xiàn)肝臟功能的衰退，甚至有演變?yōu)楦伟┑目赡堋?/p>

現(xiàn)在大多學(xué)者認(rèn)為肝纖維化的主要機(jī)制是在肝臟持續(xù)損傷過程中，一些細(xì)胞分泌諸多細(xì)胞因子，這些細(xì)胞因子使肝星狀細(xì)胞(hepatic stellate cells，HSC)活化并轉(zhuǎn)變?yōu)榧〕衫w維細(xì)胞(MFB)，MFB分泌大量膠原并合成ECM，導(dǎo)致肝纖維化的發(fā)生［1］。但有研究發(fā)現(xiàn)在發(fā)生纖維化的肝臟、腎臟、肺、皮膚中存在有異源性的成纖維細(xì)胞，可以有神經(jīng)、血管、甚至骨髓來源的多種標(biāo)志物表達(dá)［2］。這些成纖維細(xì)胞進(jìn)入損傷部位在相關(guān)細(xì)胞因子的作用下同樣地可轉(zhuǎn)變?yōu)镸FB。本文針對(duì)幾種可轉(zhuǎn)變?yōu)镸FB的細(xì)胞類型及其相關(guān)機(jī)制進(jìn)行綜述。

1 肝星狀細(xì)胞(HSC)

各種致病因素導(dǎo)致肝細(xì)胞受損，分泌一些細(xì)胞因子，它們可使肝內(nèi)的枯否細(xì)胞、竇內(nèi)皮細(xì)胞活化并分泌細(xì)胞因子，并能使處于靜態(tài)狀態(tài)的HSC活化為MFB。在HSC向MFB轉(zhuǎn)變的過程中確認(rèn)有以下幾條典型的信號(hào)通路:①轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子 β(transforming growth factor，TGF-β)/Smad 蛋白信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路:TGF-β家族與TβR受體結(jié)合后主要通過 Ras/ERK和STATs途徑發(fā)生磷酸化，激活其胞質(zhì)內(nèi)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子Smad蛋白，形成Smad蛋白復(fù)合體并轉(zhuǎn)入核內(nèi)，調(diào)節(jié)相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄，從而使HSC活化并向MFB轉(zhuǎn)變［3］。②血小板衍生生長(zhǎng)因子(platelet derived growth factor，PDGF)信號(hào)通路:PDGF與其受體結(jié)合后受體被激活，并通過胞內(nèi)第二信使的轉(zhuǎn)導(dǎo)最終使有絲分裂原蛋白激酶(MAPK)磷酸化活化，細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(ERK)活化后進(jìn)入細(xì)胞核，通過直接或間接的調(diào)節(jié)相應(yīng)基因的轉(zhuǎn)錄與表達(dá)增強(qiáng)，促進(jìn)HSC的活化、分裂與增殖及向 MFB的轉(zhuǎn)變［4］。③ 腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor-α，TNF-α)細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo):現(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn)TNF-α有促進(jìn)HSC增殖及向MFB轉(zhuǎn)化的作用，TNF-α可通過上調(diào)TLR2的mRNA和蛋白質(zhì)的表達(dá)參與HSC的激活過程［5］。④瘦素(Leptin)細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo):瘦素可與瘦素受體結(jié)合從而激活HSC和枯否細(xì)胞調(diào)節(jié)肝纖維化中炎癥因子與肝纖維化有關(guān)的因子的表達(dá)［6］。HSC活化為MFB后多種細(xì)胞因子再作用于MFB使其增殖、膠原合成增加而降解降低并沉淀于細(xì)胞外，致肝細(xì)胞功能損害，肝細(xì)胞解毒代謝作用減弱。而這些作用又進(jìn)一步促進(jìn)HSC活化為MFB。如此循環(huán)造成大量ECM沉積，形成肝纖維化。

上述過程可分為3個(gè)階段即:炎癥前期、炎癥期與炎癥后期［7］。① 炎癥前期:各種致病因素導(dǎo)致肝細(xì)胞受損，致使肝細(xì)胞分泌各種細(xì)胞因子，如TGF-β、胰島素樣生長(zhǎng)因子-1(insulin-like growth factor-1，IGF-1)等，通過旁分泌作用于HSC，促進(jìn)它的活化與增殖。②炎癥期:肝內(nèi)的內(nèi)皮細(xì)胞、枯否細(xì)胞等其他的一些炎性細(xì)胞被各種損傷因子激活后，會(huì)進(jìn)一步分泌更多的細(xì)胞因子如TGF-β、TNF-α、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial cells growth factor，VEGF)、PDGF、表皮生長(zhǎng)因子(epithelial growth factor，EGF)、ET-1等，促進(jìn)HSC的大量活化與增殖，促進(jìn)HSC向MFB的轉(zhuǎn)變［8］。③ 炎癥后期:MFB已經(jīng)穩(wěn)定形成，它會(huì)大量分泌 TGF-β、VEGF、TNF-α等細(xì)胞因子作用于自身和其他的HSC，促進(jìn)HSC的活化、增殖和向MFB的轉(zhuǎn)變。此時(shí)即使致病因素去除，MFB通過自分泌與旁分泌作用，促進(jìn)HSC的活化與增殖，使肝纖維化持續(xù)發(fā)展。肝纖維化發(fā)生時(shí)，HSC的活化是其關(guān)鍵環(huán)節(jié)，目前研究認(rèn)為HSC為MFB的主要來源。

2 骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(bone marrow stem cells，BMSCs)

BMSCs是骨髓基質(zhì)中主要的干細(xì)胞，定位于骨髓及其它組織(如脂肪)中，參與基質(zhì)微環(huán)境的組成和造血功能的調(diào)控。在特定的誘導(dǎo)條件下可分化為脂肪、軟骨、骨、肌腱、肝、腎、神經(jīng)、皮膚和肌肉等十余種成熟細(xì)胞。目前對(duì)BMSCs在肝纖維化中的作用日益受到關(guān)注，大量實(shí)驗(yàn)證實(shí)了BMSCs對(duì)肝纖維化的治療作用，BMSCs可分化為肝細(xì)胞，促進(jìn)肝細(xì)胞再生，以補(bǔ)充受損的肝細(xì)胞，修復(fù)損傷部位［9］。但也有研究表明BMSCs可分化成HSC和MFB，從而加劇肝纖維化的惡化進(jìn)程。Asawa等［10］將可產(chǎn)生熒光標(biāo)記蛋白移植入小鼠體內(nèi)，然后對(duì)小鼠進(jìn)行膽管結(jié)扎，再用FSP-1(fibroblast-specific protein-1)抗體與α-SAM(alpha smooth-muscleaorta)抗體進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)一些成纖維細(xì)胞可表達(dá)熒光標(biāo)記的蛋白并可表達(dá)FSP與α-SAM。表明BMSCs具有分化成MFB的能力。Russo等［11］通過將雄性小鼠骨髓移入雌性小鼠肝內(nèi)誘導(dǎo)BMSCs分化。然后，對(duì)分化的細(xì)胞進(jìn)行分析分類。結(jié)果顯示BMSCs分化為再生肝細(xì)胞的量占少數(shù)(0.6%)。相反，分化為HSC(68%)和MFB(70%)的占大多數(shù)。Baba等［12］通過小鼠BMSCs(熒光標(biāo)記)移植，然后用RT-PCR與免疫染色法檢測(cè)分化后的標(biāo)記物，與有CCl4誘導(dǎo)和沒有用CCl4誘導(dǎo)肝損傷的BMSCs移植的小鼠的組織學(xué)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn):一些表達(dá)熒光蛋白的細(xì)胞同時(shí)也表達(dá)HSC的特征標(biāo)志物。經(jīng)過一段時(shí)間的培養(yǎng)，就開始表達(dá)一種活化的HSC的標(biāo)志蛋白α-SAM。表明BMSCs有轉(zhuǎn)化成HSC的可能并參與肝纖維化的過程。但Kisseleva等［13］研究發(fā)現(xiàn)BMSCs分化成一種特殊的成纖維細(xì)胞，而這種細(xì)胞并不是活化的HSC。這些成纖維細(xì)胞在含有TGF-β1的培養(yǎng)液中培養(yǎng)可分化成MFB。最值得注意的是骨髓干細(xì)胞可以誘發(fā)肝細(xì)胞性肝癌。Wu等［14］研究發(fā)現(xiàn)肝癌可能源自骨髓細(xì)胞的轉(zhuǎn)化，不同階段的肝干細(xì)胞的分化譜系都可能有肝癌細(xì)胞產(chǎn)生。BMSCs所處的微環(huán)境不同就決定了其向不同方向分化的能力，BMSCs有分化為MFB的能力，是MFB的重要來源。

3 上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)

EMT是指在某些特殊的生理或病理?xiàng)l件下，上皮細(xì)胞向間質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象。近年來，對(duì)EMT在肝纖維化中的作用也有了深入的研究。肝纖維化是各種慢性肝損傷之后組織修復(fù)過程中的代償反應(yīng)，EMT中上皮細(xì)胞獲得了成纖維細(xì)胞的表型，出現(xiàn)間質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志物，最終可能發(fā)展為MFB，促進(jìn)肝纖維化的發(fā)生與發(fā)展［15］。EMT的主要環(huán)節(jié)如下:(1)TGF-β與EMT:TGF-β信號(hào)網(wǎng)絡(luò)主要包括兩種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路:Smad依賴通路和非Smad依賴通路。①Smad依賴通路:TGF-β與TGF-β受體結(jié)合，導(dǎo)致Smad2和Smad3的磷酸化，隨后與胞液中的Smad4結(jié)合并轉(zhuǎn)入核內(nèi)，與核基因相互作用，調(diào)控目標(biāo)基因的轉(zhuǎn)錄與表達(dá)。Smad7則有阻斷Smad3-依賴通路 EMT的作用［16］。② 非 Smad依賴通路:TGF-β可通過MAPK通路，還可通過TAK1和MKK4激活JNK/MAPK信號(hào)通路調(diào)節(jié)EMT過程，而這些過程與TGF-β/Smad信號(hào)通路沒有直接關(guān)系［17］。③ 信號(hào)轉(zhuǎn)錄因子:TGF-β還通過Smad依賴通路和非Smad依賴通路調(diào)節(jié)下游參加EMT過程信號(hào)轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)［18］。④ TGF-β誘導(dǎo)EMT的阻斷效應(yīng):BMP-7是TGF-β家族中的一員，可通過阻斷TGF-β參與Smad-依賴通路EMT過程，逆轉(zhuǎn)TGF-β誘導(dǎo)的EMT過程［19］。(2)其他信號(hào)通路與EMT:除了 TGF-β外，還有其他促進(jìn)EMT轉(zhuǎn)化的細(xì)胞因子與信號(hào)通路，如研究發(fā)現(xiàn)Wnt/FZD信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路在EMT與MET過程中扮演重要角色;另外TGF-β2可通過激活PI3K/AKT途徑參與EMT途徑的進(jìn)程［20］。

在EMT過程中上皮細(xì)胞主要發(fā)生以下兩個(gè)方面的變化:①上皮細(xì)胞表型如:鈣粘蛋白、β-連環(huán)蛋白、橋粒斑蛋白等逐漸喪失，而獲得間質(zhì)細(xì)胞的表型如:α-SAM蛋白、Snail蛋白、波形蛋白、N鈣粘素等。②上皮細(xì)胞極性喪失，與周圍細(xì)胞的聯(lián)系減少，細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)與遷徙能力增強(qiáng)［21］。間質(zhì)成纖維細(xì)胞就是具有間質(zhì)細(xì)胞表型的一類細(xì)胞，而肌成纖維細(xì)胞則是一類活化的間質(zhì)成纖維細(xì)胞，表達(dá)獨(dú)特的分子標(biāo)記蛋白α-SAM。在一些細(xì)胞因子如TGF-β等的刺激下這些在EMT過程中生成的間質(zhì)成纖維細(xì)胞就可以轉(zhuǎn)變?yōu)镸FB［22］。因此上皮細(xì)胞被認(rèn)為是MFB的又一來源。

4 外周血細(xì)胞(peripheral blood cell)

自從有了1994年 Bucala等［23］對(duì)外周血成纖維細(xì)胞(peripheral blood fibrocytes)的描述之后，對(duì)其研究就越來越受到學(xué)者們的青睞。外周血成纖維細(xì)胞是一類在循環(huán)系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的骨髓源細(xì)胞，參與機(jī)體的損傷修復(fù)和肝纖維化、肺纖維化、哮喘、硬皮病的病理過程。外周血單核細(xì)胞與BMSCs一樣，在肝損傷發(fā)生時(shí)可聚集于損傷部位，參與肝內(nèi)組織修復(fù)過程。在此過程中它們都有在肝內(nèi)微環(huán)境相關(guān)細(xì)胞因子的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)镸FB的可能。它們分化過程受GCSF、M-CSF、MCP-1和其他一些影響生長(zhǎng)與分化的細(xì)胞因子的調(diào)節(jié)。Abe等［24］研究發(fā)現(xiàn)外周血細(xì)胞的分化過程需要T細(xì)胞與TGF-β的參與，導(dǎo)致α-SMA和膠原等一些MFB的特征產(chǎn)物的表達(dá)。Shao等［25］研究發(fā)現(xiàn)富含CD14+的外周血單核細(xì)胞能夠分化成為成纖維細(xì)胞，雖然沒有確切研究證實(shí)外周血單核細(xì)胞在肝纖維化中的作用與機(jī)制，但外周血單核細(xì)胞一直被認(rèn)為是MFB的又一個(gè)重要來源，在肝纖維化的發(fā)生與發(fā)展過程中扮演著重要角色。

5 展望

正常肝臟不存在MFB，肝纖維化發(fā)生時(shí)，HSC會(huì)被激活轉(zhuǎn)變?yōu)镸FB，這被認(rèn)為是MFB的主要來源。近年來已有較多研究證實(shí)骨髓間質(zhì)干細(xì)胞、外周血單核細(xì)胞、上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)化也是MFB的重要來源。但這三種來源的轉(zhuǎn)變機(jī)制尚不是很明了，且在臨床應(yīng)用上也存在諸多問題。如:BMSCs有其可分化為肝細(xì)胞，修復(fù)肝損傷的報(bào)道。但也有其轉(zhuǎn)變?yōu)镠SC、MFB，加重肝纖維化發(fā)生與發(fā)展進(jìn)程的研究。因此，BMSCs在肝纖維化中的臨床應(yīng)用受到了限制。但BMSC移植還是為肝纖維化甚至是肝硬化患者帶來了曙光，被認(rèn)為是最具有應(yīng)用前景的治療措施之一。相信隨著生物技術(shù)的發(fā)展有望使BMSCs廣泛應(yīng)用于臨床肝纖維化的治療;外周血單核細(xì)胞也是如此，除了可分化成MFB，還可分化為肝細(xì)胞［26］。因此，還需加強(qiáng)MFB來源的基礎(chǔ)與臨床應(yīng)用研究，深入探討其細(xì)胞與分子機(jī)制。

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