轉化生長因子-α與肝再生的關系＊

彭慶慧 榮成 張曉 李可洲

(1.成都醫學院臨床醫學系2007級臨床本科1班;2.成都醫學院實驗技術教研室;3.成都軍區總醫院肝膽外科,四川 成都 610083)

轉化生長因子-α(Transforming growth factor-alpha,TGF-α)在人的多種腫瘤組織、癌細胞及轉化細胞中高表達,部分正常組織也含有很少量的TGF-α。近年來發現它在肝再生中也有重要作用。TGF-α是一種多功能的細胞因子,由50個氨基酸組成,具有廣泛生物學活性,最早發現于病毒感染的細胞中。此后證實多種腫瘤細胞可分泌 TGF-α,并促進自身的生長。TGF-α主要存在于胎肝和未成年肝及成年人肝部分切除術(PHx)后肝臟,提示在活體內起重要的刺激肝細胞生長的作用[1],PHx后患者與暴發性肝炎患者血中TGF-α增高。TGF-α由肝細胞和非實質細胞產生并以自身分泌、自身調節的方式刺激肝細胞的分裂[2]。在體內和原代培養的肝細胞中,TGF-α與表皮生長因子(EGF)共用相同的受體,能與特定的EGF受體(EGFR)結合并通過自分泌刺激肝細胞的增殖。另外,TGF-α和EGF是參與重型肝炎肝細胞損傷的重要因子?？傊?TGF-α不僅刺激多種細胞合成DNA,誘導上皮細胞形成集落,促進傷口愈合,而且誘導細胞惡性轉化,誘導新血管生成,形成對腫瘤生長有利的微環境,抑制胃酸的分泌,促進肝細胞增殖和分化。因此,TGF-α在肝再生中也有重要作用。

1 TGF-α與肝再生的關系

在PHx術后,殘余肝細胞幾乎同時立刻進入G1期 ,約 1周就基本恢復到原有的肝臟重量和功能[3]。一旦恢復到原肝的重量,細胞增殖即停止。肝臟的這種再生并不是重新長出被切除的肝葉,而只是剩余肝細胞的增生,但學術界還是習慣稱之為肝再生。肝再生包括3個關鍵性階段：啟動階段(G0-G1)、增殖階段(G1-S)和終止階段(G1-G0)。TGF-α主要作用于肝再生的增殖階段,使肝細胞不可逆的進入S期繼而增殖。目前認為,參與肝細胞增殖調控的生長因子主要是 TGF-α、EGF、肝細胞生長因子(HGF)。這些因子可促進肝細胞DNA合成及分裂增殖作用,使處于感受態的肝細胞進入進展態,完成從G1期到S期的過程[4]。如果缺少這些特定生長因子,肝細胞將不能進行增殖而返回G0期或進入細胞程序性死亡[5]。體外細胞培養實驗顯示,TGF-α可直接刺激肝細胞DNA復制和細胞增殖;活體動物實驗表明,TGF-α能有效地促進已獲得增殖活性肝細胞進行增殖分裂,實現細胞周期循環[6-8]。Moriuchi[9]等分析了有絲分裂原聯合應用對培養大鼠肝細胞MAPK、G1相關細胞周期素表達的效應,結果顯示TGF-α是強有力的有絲分裂原,能夠通過提高Ras/M APK的活性和上調細胞周期素Dl表達對促進肝細胞再生產生相加效應[10]。TGF-α與EGF高度同源性,但與EGF參與肝再生的早期過程相反,TGF-α表現出在較晚的時間發揮作用。

2 TGF-α在肝再生中的作用

2.1 促進增殖

TGF-α是促進肝細胞DNA合成的細胞因子之一。肝細胞生長因子(HGF)是目前已知的對成熟肝細胞作用最強烈的增殖刺激因子和促有絲分裂原。但Tomiya等的研究表明[11],肝內與血中的TGF-α水平和肝細胞增殖的相關性強于HGF,認為TGF-α在肝再生過程中起關鍵作用。肝細胞原代培養研究表明,一些HGF的功能可能是由肝細胞中TGF-α的合成誘導的,用TGF-α的反義mRNA封閉TGF-α合成后,HGF的絲裂原效果大大降低,對TGF-α的受體EGFR用相應抑制劑或抗體封閉后可以產生相似的效果[12,13]。以上研究表明,TGF-α在肝再生過程中即使不起最關鍵的作用也可能是緊跟在HGF之后的關鍵因子。肝再生過程中TGF-αmRNA量的升高時間與DNA合成時間是一致的。Masson等[14]研究發現肝大部切除術后2-3 h內,TGF-αmRNA就已開始表達,在12-24h內達到高峰,然后有所下降,到72h又出現一高峰,促進細胞從G1-S期過渡。而PHx后24小時肝細胞DNA的合成達到高峰,這就表明TGF-α在肝再生過程中起著關鍵作用。陳棟[15]等研究表明肝硬變大鼠肝再生的延遲、緩慢與TGF-a水平密切相關,TGF-α表達減少是引起肝再生啟動延遲和肝再生緩慢的重要原因之一。研究發現,將TGF-α直接注入肝臟能引起正常大鼠肝細胞DNA合成[16]。TGF-α的過度表達能引起肝細胞過度增殖和小鼠肝癌,表明TGF-α是肝切除后評價肝再生的一個重要參數。

TGF-α主要是通過旁分泌形式發揮作用,它由肝細胞和非實質細胞合成,Kuffer細胞是其主要來源[17]。TGF-α與EGF有30%～40%的序列同源性,通過同一受體結合并激活EGF受體(EGFR)的酪氨酸激酶自身和蛋白質底物磷酸化,進而激活蛋白激酶和依賴的蛋白酶,引起細胞的分裂增殖,促進肝臟再生[18]。TGF-α及 EGF競爭同一受體,形成受體一配體復合物,EGF對肝細胞的親和力高于 TGF-α,但 TGF-α誘導肝細胞的DNA合成力略強,可能與它們和受體結合后EGFR不同的后加工有關[19]。EGF復合物受溶酶體降解,而 TGF-α-EGFR復合物則不受它降解而進入再循環。EGF刺激肝細胞增殖[2]的可能機制為：EGF作用于肝細胞后能部分地引發連續的EGFR酪氨酸激酶、Ras、Raf-1和 ERK的激活[20],活化的ERK磷酸化和激活下游的細胞溶質與細胞核中的靶目標,包括磷脂酶A2[20,21]、轉錄因子ELK-1,c-myc及C/EBPβ,它們能介導好幾種肝細胞增殖所必需的基因表達[21,22]。

2.2 肝切除量對TGF-α的影響

Scotte等人對進行30%、80%肝切除的大鼠采用RT-PCR進行TGF-α基因轉錄的檢測,并通過流式細胞光度術及Ki-67表達評估增生反應,結果發現再生肝內TGF-α的表達與肝細胞有絲分裂密切相關,并且其表達水平與肝再生反應及肝切除的體積有關。進一步的研究顯示,在70%肝切除除后3h TGF-α增加,24 h達高峰而后下降,72 h又有一小高峰,促進肝細胞G1/S期過渡,12h TGF-αmRNA表達增加,TGF-α肽在24-48 h增加,1d達高峰;80%肝切除后12h TGF2-αmRNA表達增加,2d達高峰,而30%肝切除后2d TGF-αmRNA表達增加,6d達高峰。以上均說明了肝切除量的不同直接影響殘肝再生的能力和時程[23]。

綜上可看出,TGF-α是一種多功能的細胞因子,在肝再生增殖階段起著重要作用。然而還有一些研究表明TGF-α對肝再生的作用也許是非依賴型的。TGF-α基因純合缺陷的小鼠PHx后肝再生和肝臟發育正常進行,這一現象可解釋為其它EGFR配體代償性增加所致。近年來,由化學因素和生物因素(如肝炎病毒)導致的的肝硬化和肝癌的發病率逐年增高,而區域性切除病變肝臟是治療這類疾病的重要手段。在肝臟部分切除或者大范圍肝切除后,如何有效地激發殘余肝細胞的再生潛能是術后病人得以存活的關鍵。因此,進一步研究TGF-α的性質和生物學功能具有非常重要的臨床意義。

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