肝纖維化發生機制研究進展

盧麗莎 羅 純 陳澤雄*

（中山大學附屬第一醫院中醫科，廣東 廣州 510080）

肝纖維化是指肝細胞發生壞死及炎癥刺激時，肝臟中膠原蛋白等細胞外基質（ECM）的增生與降解失去平衡，進而導致肝臟內纖維結締組織異常沉積的病理過程，輕者稱為纖維化，重者進而使肝小葉結構改建、假小葉及結節形成，稱為肝硬化[1]。

過去幾年，有關肝纖維化發生機制的研究取得了長足的進展，大大加深了對肝纖維化的認識。總結與肝纖維化發生密切相關的主要有以下三個領域：①肝纖維化的細胞學基礎；②細胞因子在肝纖維化中的作用；③與細胞外基質降解密切相關的MMPs及TIMPs的研究。

1 與肝纖維化形成的主要細胞種類及其作用

肝纖維化的發生及逆轉主要是ECM的產生、堆積及降解的過程。高質量的研究表明肝纖維化的最終共同通路是由肝星狀細胞（HSC）介導的。肝星狀細胞是肝損傷時生成細胞外基質的主要細胞來源。

控制HSC的激活和增殖以逆轉肝纖維化的進程是抗肝纖維化研究的重點之一。因此，許多學者致力于研究影響HSC活化增殖的有關信號轉導通路的作用機制，目前研究較多的信號途徑有TGF-β/Smad通路、MAPK通路、PPARγ通路、Leptin通路、Integrin通路、NF-κB通路[2]、Ras/ERK通路等。研究發現[3]，Hedgehog-Gli信號通路在肝星狀細胞激活存在密切的關系。Gli作為Hh通路末端的轉錄調控子，在肝星狀細胞的激活過程中起著十分重要的作用。Roderburg等研究數據表明[4]，Micro-RNA家族在肝星狀細胞中對TGF-β和NF-κB依賴性表達下調的同時，細胞外基質基因表達上調，最終導致細胞外基質產生、降解失衡。其中，miR-29是這一信號傳導鏈中重要的調控因子。最近研究發現，肝星狀細胞產生的NOX參與了血管緊張素II（Ang II）的成纖維作用。后者在肝臟可直接作用于肝星狀細胞，通過活化NOX復合物進而產生活性氧簇促進成纖維作用。血小板衍生生長因子和瘦素可誘導星狀細胞生成NOX，凋亡小體可誘導NOX活化[5]。

枯否細胞（KC） 是肝纖維化形成過程中肝臟炎癥反應的效應細胞，是肝臟多種細胞因子的主要來源，其在慢性肝纖維化病程不同階段對HSC發揮著不同的作用，它通過分泌一系列細胞因子參與HSC的活化進而參與肝纖維化的發生與發展。KC分泌的溶細胞因子包括TGF、IL-I、PDGF和TNF等，作用于肝星狀細胞或其他細胞而發生激活作用。同時研究發現在肝纖維化的恢復階段，KC可抑制HSC活性，促進其凋亡從而發揮抗纖維化作用[6]。王茜等[7]研究報道活化的KC與肝臟免疫耐受的形成和維持有關，KC能夠分泌免疫抑制性細胞因子，抑制T細胞增殖并誘導T細胞凋亡，從而發揮負向免疫調節功能。宋維芳等的研究得出NF-κB是纖維化肝臟枯否細胞活化的關鍵因子[8]。

2 肝纖維化形成中的細胞因子及作用

2.1 TGF-β

TGF-β1是目前發現的最重要的致纖維化細胞因子，既是HSC啟動階段分子調控最強的促進因子，同時也是持續激活階段的細胞因子[9]。同時TGF-β可以增加HSC上PDGF受體的表達，促進HSC自分泌TGF-β、PDGF，明顯抑制活化HSC的凋亡。PDGF和TGF-β構成了活化HSC的自分泌循環，是HSC的持續激活的重要機制。研究發現[10]，TGF-βmRNA的表達與I型前膠原mRNA、血清Ⅲ型前膠原及組織損傷程度成正比。目前研究已證實TGF-β通過多種細胞內信號傳導通路誘導HSC膠原生成，其中包括Smad蛋白，MAPK的ERK信號及ROS信號傳導通路等。TGF-β的細胞內信號傳導通路主要為Smad蛋白信號傳導通路[11]。

2.2 PDGF

PDGF在肝臟主要由KC分泌，是一種普遍存在的促細胞活化、分裂及增殖的細胞因子，也是已知HSC的最強絲裂原。HSC激活早期的重要標志就是PDGF表達的增加。PDGF必須與細胞膜上相應受體結合后才能發揮其生物學效應。PDGF誘導HSC增殖涉及多條信號轉導通路，目前已知與此相關的信號轉導通路主要有Ras/ERK、PI3-K、JAK/STAT。此外，PDGF還可通過細胞內pH值及Ca2+濃度變化傳遞信號，影響HSC的分裂增殖[10]。有研究應用枯否細胞條件培養基或者PDGF-B作用于大鼠HSC，發現PDGF可通過誘導HSC PDGF-B受體磷酸化，激活細胞內MAPK信號傳導通路進而促進HSC膠原的增加。

2.3 TNF-α

TNF-α是一種多功能的細胞因子，是有廣泛的生物學活性。近年來，越來越多的研究表明，TNF-α參與了肝纖維化的形成。戴善梅[12]通過肝硬化患者與正常人血清對照研究發現肝硬化患者的血清TNF-α水平非常顯著的高于正常人組。孔梅等[13]對肝硬化患者血清瘦素、TNF-α水平變化對比與正常人發現，瘦素與TNF-α在肝硬化的發生發展中起著協同作用。另有研究顯示TNF-α有明顯抑制活化HSC凋亡的作用，表明TNF-α的促纖維化作用與其抑制活化的HSC凋亡有關。黨雙鎖等[14]用CCL4復合因素誘導大鼠肝硬化的形成過程中，發現IL-18、TNF-α、IFN-γ水平逐漸升高，提示該3種細胞因子與肝硬化的形成及發展有關。

2.4 白細胞介素

目前研究發現多種白細胞介素與肝纖維化形成有密切聯系。IL-1可刺激HSC增生，誘導促炎性因子粒－巨噬細胞集落刺激因子（GMCSF）的合成，抑制金屬蛋白酶的合成，在多環節參與了肝纖維化的過程[15]。馬玉珍等[16]觀察CCl4攻擊小鼠致肝纖維化血清IL-4、IL-6、IL-8的動態變化規律及其表達的影響，發現CCl4可能通過攻擊小鼠IL-4、IL-6、IL-8的表達參與抗炎反應過程，細胞因子在肝纖維化發病過程中起重要的作用。國外最新研究[17]：在細胞轉導HCV核心蛋白后分泌的趨化因子中，白細胞介素8被確定為LX-2細胞和原發性肝星狀細胞中α平滑肌肌動蛋白表達的強有力的誘導因素，該效應伴有細胞遷移能力下降和黏著斑形成增加。

3 TIMPs和MMPs與肝纖維化的關系

基質金屬蛋白酶（MMPs）是降解ECM最主要的酶類，而基質金屬蛋白酶組織抑制因子（TIMPs）為MMPS的特異性抑制劑，二者與肝內ECM的沉積與降解密切相關。

MMPS與TIMPS這兩個作用相反的家族，在肝臟中維持一種平衡統一的狀態。一旦有各種致病因子打破這種統一，則使二者失衡，從而導致肝纖維化的發生、發展。MMPs在肝內主要由HSC和KC表達分泌，是迄今為止發現的唯一能分解纖維類膠原的酶，幾乎能降解除多糖以外的所有ECM成分，在生理病理過程中發揮著重要的作用。MMPs家族由24種成員組成，其中有23種存在于人體中[18]。MMPs可被分成六類，在ECM降解中起關鍵作用的MMPS為MMP-1、MMP-3、MMP-2、MMP-9[19]。MMP-9對正常基底膜有降解作用，與MMP-2一起維持肝臟修復過程中細胞環境結構完整及肝竇基底膜的正常形態[20]。

目前共發現有4種TIMPs。TIMPs是一組低分子量的糖蛋白，廣泛分布于組織和體液中，可由成纖維細胞、上皮細胞、內皮細胞等產生。TIMP不僅是調節細胞外MMPs活性最重要的一類酶家族，而且是具有許多共同生化、生理特性的活性蛋白質，其中TIMP-1可以抑制大部分MMPs，尤其是MMP-1的活性，被認為在肝纖維化進程中發揮了重要的作用。謝玉梅等[21]通過對肝硬化患者肝組織中TIMP-1、TIMP-2表達的觀察，發現患者肝組織中TIMP-1和TIMP-2相關抗原表達的陽性率為100%，且TIMP-1強度高于TIMP-2，而正常肝組織中無1例表達陽性，同時血清中的TIMPs與肝組織的TIMPs有明顯相關性，通過檢測血清中的TIMPs可以反映出肝臟組織中相關抗原的表達狀態，故可作為肝纖維化的診斷指標。TIMP-2在肝纖維化時的表達情況與TIMP-1類似。在原代培養的星狀細胞早期，TIMP-2不表達當星狀細胞激活后TIMP-2表達增加。

總之，肝纖維化的形成是一個復雜的過程，肝臟內細胞-細胞、細胞-基質、基質-遞質間相互作用，構成了復雜的網絡系統，參與肝纖維化的發生及發展。對肝纖維化發生機制的深入研究，將為尋找肝纖維化及肝硬化的防治提供理論基礎。開展作用于信號分子、轉錄因子等小分子物質和針對有關基因的治療研究，將可能成為今后抗纖維化治療發展的重要方向之一。

[1]程明亮,楊長清.肝纖維化的基礎研究及臨床[M].北京：人民衛生出版社,2002：1-2.

[2]汪美鳳,平鍵.肝星狀細胞主要信號轉導通路與肝纖維化的關系[J].實用肝臟病雜志,2010,13(6)：446-447.

[3]Syn, WingKin, Choi, et al.Osteopontin is Induced by Hedgehog Pathway Activation and Promotes Fibrosis Progression in Nonalcoholic Steatohepatitis[J].Hepatology,2011,53(1)：106-115.

[4]Roderburg C.Micro-RNA Pro fi ling Reveals a Role for miR-29 in Human and Murine Liver Fibrosis[J].Hepatology,2011,53(2)：209-218.

[5]王宇,賈繼東.肝星狀細胞與肝纖維化[J].臨床內科雜志,2010,27(11)：725-726.

[6]Wang R,Shi QM.Cross-talk between Kupffer Cells and HSC in the Pathogenesis of Liver fi brosis[J].J Anhui Pulmo Hosp,2009,8 (6)：39-40.

[7]王茜,何浩,宋文剛.枯否細胞的負向免疫調節作用[J].細胞與分子免疫學雜志,2010,26(6)：611-613.

[8]Song WF,Xu JQ.The effect of nuclear factorκB on kuffer cells activation during experim ental hepatic fi brosis[J].Chin J Gastroenterol Hepatol,2010,19(6)：533.

[9]Chen YL,Li ZY.The relationship between TGF-β1,PDGF-BB,CTGF and chronic hepatitis B with fi brosis[J].Chin J Dif fi c Compl Cas,2010,9(1)：19-20.

[10]Chen LX,Shu JC.Relationship between PDGF and hepatic fi brosis[J].Chin J Gastroenrol Hepatol,2011,20(1)：95-96.

[11]Cheng K,Yang N.TGF-beta1 gene silencing for treating liver fi brosis[J].Mol Pharm,2009,6(3)：772-779.

[12]戴善梅.肝硬化患者血清ET、TNF-α和Endotoxin檢測的臨床意義[J].放射免疫學雜志,2009,22(6)：592-593.

[13]Kong M,Ding QE.Changes and Clinical Signi fi cance of the Serum Leptin,Tumor Necrosis Factor-α(TNF-α) in Patients with Liver Cirrhos[J].Chin J General Practic,2010,8(6)：771-772.

[14]黨雙鎖,高寧.實驗性肝硬化大鼠細胞因子IL-18、TNF-α、IFN-γ的變化及意義[J].西安交通大學學報,2010,31(2)：148-149.

[15]Mao S,Qiang H.Levels and clinical significance of insulin-like growth factor binding protein in cirrhosis and primary liver cancer[J].Chin J Clin Res,2011,24(2)：96-97.

[16]Wang YZ,Chen W.Effects of Expression of Serum IL-4,IL-6,IL-8 Induce Hepatic Fibrosis in Carbon Tetrachloride Attacked Mice[J].West Chin Med J,2010,25(1)：44-46.

[17]Clement S.The hepatitis C virus core protein indirectly induces alpha-smooth muscle actin expression in hepatic stellate cells via interleukin-8[J].J Hepatol,2010,52(5)：635-643.

[18]孫華麗,張建軍.組織金屬蛋白酶及其抑制因子與肝纖維化[J].西南軍醫,2010,12(1)：81-82.

[19]Wang J,Leclercq I,Brymora J M,et al.kupffer cells mediate leptininduced liver fi brosis[J].Gastroenterology,2009,137(2)：713-723.

[20]Li YY,Yang HX.Effect of interferon-αon rat liver fibrosis induced by CCl4[J].J Cent South Univ(Med Sci),2011,36(3)：243-244.

[21]謝玉梅,聶青和.肝硬化患者肝組織中TIMP-1、TIMP-2的表達[J].第四軍醫大學學報,2010,21(7)： 790-792.