血管增生與肝纖維化研究進展

血管增生與肝纖維化研究進展

高俊茶高麗君呂曉萍

(河北省人民醫院消化科，河北石家莊050051)

關鍵詞〔〕血管增生；肝纖維化；血管內皮生長因子；血小板衍生生長因子

中圖分類號〔〕R92〔

第一作者：高俊茶(1969-)，女，副主任醫師，博士，主要從事慢性肝病研究。

肝纖維化是由于各種急慢性肝損傷因素如病毒性肝炎、酒精性肝病、某些代謝性疾病、藥物、化學毒物及寄生蟲病等反復作用于肝臟，引起肝臟細胞外基質(ECM)異常沉積、肝細胞再生、血管增生和肝內血管結構重建等病理變化。持續纖維化可導致終末期肝病的發生。血管增生是一個由低氧刺激、依賴于生長因子的生物學過程〔1〕，在慢性炎癥、損傷修復、腫瘤發生發展、纖維化和門脈高壓等病理生理過程都有參與，與肝纖維化發生發展密切相關，一方面增加肝內血管的阻力和門脈壓力，減少肝臟血流灌注；另一方面促進門-體側支循環的建立，增加內臟血流，是肝硬化門脈高壓形成的重要機制之一〔2〕。

1肝纖維化與血管增生

肝血管增生可分為生理性和病理性，肝部分切除術和急性肝損傷后多為生理性血管增生，而原發性肝癌、轉移性肝癌和慢性肝病病理性血管增生多見。血管增生程度取決于缺氧的程度及細胞對低氧誘導因子(HIF)的反應〔3〕。

肝纖維化是在各種肝損傷因素反復作用下引起肝臟的損傷和炎癥，在肝纖維化進程中，除持續存在的肝內炎癥、肝細胞再生和ECM沉積，還存在著血管增生及血管結構的重建〔2〕。呂靖等〔4〕發現四氯化碳(CCl4)纖維化小鼠肝臟血管具有動態增生現象，且隨著肝纖維化程度加重，微血管的數目或者微血管密度增加，這種病理性血管增生可能通過上調HIF1α-血管內皮生長因子(vEGF)信號通路中有關信號分子的基因和蛋白表達而實現的〔5〕。Vanheule等〔6〕通過動物實驗發現伴隨著肝纖維化的形成，血管增生明顯。同時在慢性病毒性肝炎患者肝組織中發現與血管增生有關的黏附分子、VEGF、整合素αVβ3和血管生成素血管性血友病因子(vWF)等表達增加，并伴有明顯的血管增生。而在肝硬化患者，由于纖維間隔形成、肝竇毛細血管化，致使肝內血流阻力增加和肝組織缺氧，刺激HIF分泌引起血管增生及血管的重塑〔7〕。

2參與肝纖維化血管增生的生長因子及受體

2.1VEGF及其受體(VEGFR)VEGF是由兩個相同的多肽鏈通過二硫鍵交聯構成的同源二聚體糖蛋白，通過與細胞膜上的受體VEGFR-1、-2、-3結合，介導細胞內酪氨酸激酶磷酸化而發揮作用。VEGF的主要功能是介導血管生成和血管發生，它特異性地作用于血管內皮細胞，使之增殖、遷移、管腔形成，并可使毛細血管通透性增加，是最重要的血管生成因子〔8〕。Karvinen等〔9〕通過基因轉染的方法發現VEGF可促進兔骨骼肌組織血管增生、巨噬細胞浸潤、ECM沉積及纖維化形成。Brodsky等〔10〕發現在肝硬化早期階段VEGF 表達增高及微血管數目增加。而新近研究顯示由VEGF誘導的血管增生在肝硬化門脈高壓、內臟高動力循環及門體側支循環形成方面具有重要的意義〔11〕。Vanheule等〔6〕發現隨著肝纖維化進展，小鼠肝內微循環發生障礙，纖維間隔內血管增多，VEGF表達增加，認為肝纖維化時血管增生部分原因可能是由于VEGF作用所致。

2.2血小板衍生生長因子(PDGF)及其受體(PDGFR)PDGF是來源于血小板、分子量為27～ 31 kD的細胞因子，主要表達于緊鄰間質細胞的上皮細胞、內皮細胞、血管平滑肌細胞和成纖維細胞等，在肝臟內主要由血小板、Kupffer細胞、竇內皮細胞產生。PDGF必須與細胞膜上相應的受體結合后才能發揮其生物學效應。PDGFR為分子量為170～180 kD的單鏈跨膜糖蛋白，主要由α和β兩種單體形成二聚體，具有酪氨酸蛋白激酶(TPK)活性。當受體與配體結合后激活細胞內酪氨酸殘基而將信號傳入細胞內，經級聯式放大而發揮其作用。

PDGF 是目前已知最強的促肝星狀細胞(HSC)分裂因子，而HSC 是形成肝纖維化的最主要細胞，它通過促進肝星狀細胞增殖、Ⅰ型和Ⅲ型膠原的合成及上調基質金屬蛋白酶抑制劑等而參與肝纖維的發生和發展。研究〔12〕報道血小板被凝血酶激活后能夠促進血管平滑肌細胞的遷移，加入抗PDGF的抗體后這種效應減弱，認為血管增生成熟與PDGF密切相關。后續研究發現PDGF能夠間接促進內皮細胞的生長和增殖，這種作用是通過細胞外信號調節激酶(ERK)途徑，誘導活化的HSC分泌VEGF實現的。Semela等〔13〕觀察到外源性PDGF可以促進體外培養HSC的血管形成及體內肝血竇對HSC的覆蓋。Sato等〔14〕觀察到與肌成纖維細胞共同培養后，在PDGF刺激下微血管內皮細胞可形成毛細血管索。Brogi等〔15〕證實PDGF可誘導血管平滑肌細胞表達堿性成纖維細胞生長因子(bFGF)mRNA。因此，PDGF刺激血管增生可能主要與以下機制有關：PDGF可能通過促進血管平滑肌細胞、成纖維細胞等細胞合成、分泌bFGF，間接刺激血管內皮細胞的生長，進而促進血管增生。

2.3肝細胞生長因子(HGF)HGF具有一定的抗肝損傷和預防肝纖維化作用，但HGF對細胞生長具有雙向調節作用，一方面它是許多正常上皮細胞如肝細胞、腎上皮細胞等的促有絲分裂劑，能促進細胞生長和抗凋亡作用；另一方面HGF也能抑制許多不同類型的細胞生長，誘導一些腫瘤細胞和肌成纖維細胞凋亡。HGF與其受體(c-Met)結合引起酪氨酸激酶活化，激活細胞內多個信號級聯，包括磷脂酰肌醇-3激酶(PI3K)、Grb2/Sos/Ras復合物、Gab-1、磷脂酶C等。通過激活不同信號通路產生HGF多種生物學功能如促進上皮細胞生長和分化、血管增生等。Cramer等〔16〕發現HGF和c-Met mRNA及蛋白在肝細胞、膽管細胞、微動脈內皮細胞都有表達，認為HGF的促有絲分裂作用在肝臟可能引起不希望發生的膽管增生及血管生成。You等〔17〕發現HGF在腫瘤生長及血管增生中起著重要的作用，體內外的研究證實應用阻滯劑阻斷HGF/c-Met信號通路可以抑制血管生成。郭英華等〔18〕發現HGF可促進大鼠心肌缺血區域血管增生；新近研究發現在短暫性阻斷大鼠腦中央動脈后局部應用HGF，不但促進了缺血區域血管的增生及新突觸形成，而且減少了瘢痕的形成，阻止了腦缺血區纖維性變化〔16〕。

3HSC在肝纖維化血管增生中的作用

3.1HSC是促血管增生的細胞Ankoma-Sey等〔20〕在CCl4導致的急性肝損傷動物模型中發現VEGF不僅在肝臟的內皮細胞和肝細胞表達，而且在間質細胞，尤其是在活化的HSC表達。對原代HSC研究發現，隨著HSC活化，VEGF表達增多。Ishikawa等〔21〕在CCl4所致肝損傷大鼠不同時間點分離HSC，發現其高表達VEGF受體Flt-1和Flk-1。對大鼠和人HSC的研究得到進一步證實，大鼠和人HSC在低氧條件下能夠上調VEGF的基因轉錄水平并分泌VEGF，VEGF受體Flt-1和Flk-1的表達增高。Novo等〔22〕還發現在低氧條件下HSC血管腎張素(Ang)-1和受體Tie2顯著增高。Taura等〔23〕對肝纖維化患者及大鼠的研究發現，低氧能夠刺激HSC轉化為具有促血管生成的表型，導致VEGF和Ang-1表達增加，血管生成增多。

3.2HSC是促血管增生因子的靶細胞各種促血管生成因子主要通過調控HSC活性來參與肝纖維化的發生發展，促血管生成因子以HSC為靶細胞能夠促進HSC增殖，Yoshiji等〔24〕發現VEGF可促進HSC增殖。Aleffi等〔25〕發現HSC在瘦素(LP)作用下VEGF和Ang-1表達均增加。

4抗血管增生的靶向治療

基于慢性肝損傷、肝纖維化和血管增生之間的密切關系，靶向病理性血管增生成為慢性肝病、肝纖維化潛在治療靶點。

靶向病理性血管增生可以阻止肝纖維化的進展在動物實驗中得到證實，Wang等〔26〕發現煙曲霉素的衍生物(TNP)-470，一種半合成的血管增生抑制劑，能夠明顯減少CCl4和二乙基亞硝胺所致的肝纖維化大鼠ECM沉積，使α平滑肌肌動蛋白(SMA)陽性細胞數顯著減少。體外實驗〔26〕也證實，TNP-470能夠阻止大鼠HSC增殖，降低細胞活力，使細胞阻滯在G1期。Yoshiji等〔24〕應用能夠阻斷VEGFR-1和VEGF-2的特異性抗體，干預CCl4肝纖維化大鼠2 w后，同樣發現明顯抑制了血管增生，減少α-SMA陽性細胞及阻止了肝纖維化進展。在門脈高壓性大鼠，發現VEGFR-2抗體減少了血管增生，側支循環的建立及內臟血流均減少，因而降低了門脈壓力。Sunitinib和Sorafenib是近年來新研發的多激酶抑制劑，能夠阻斷VEGFR和PDGFR等多種酪氨酸激酶受體而發揮抑制細胞增殖和抗血管形成的作用。Tugues等〔27〕從體內和體外研究Sunitinib對肝纖維化大鼠及HSC的影響，發現舒尼替尼減少肝內血管生成、減輕炎癥反應及肝內纖維化，降低門脈壓力，抑制HSC激活。體外實驗發現舒尼替尼抑制人HSC增殖、膠原合成，認為舒尼替尼對肝硬化具有治療作用。Hennenberg等〔28〕也發現Sorafenib每日60 mg口服治療1 w能夠阻止膽總管結扎(BDL)大鼠肝組織Rho激酶的表達，減少肝內血管生成，降低門脈壓力而對體循環血壓無影響。在動物實驗發現，Sorafenib用藥2 w能夠有效阻斷VEGFR-2，PDGFR-β和Raf激酶信號途徑，對肝纖維化大鼠產生幾種保護性作用：減少內臟增生血管的生成，內臟和體循環血流顯著減少，門體側支循環也明顯減少，從而達到降低門脈高壓的效果〔29〕。研究發現Sorafenib能夠減輕肝纖維化，抑制Ⅰ型膠原合成和HSC活化，促使HSC凋亡〔30〕。

盡管抗血管增生治療在肝纖維化動物模型和體外實驗中證實能夠抑制HSC增殖，阻止肝纖維化進展，但是其應用于臨床還有一定的距離。Shah等〔31〕指出，Sorafenib用于肝硬化病人有許多方面要考慮，需要考慮的是用藥劑量，藥物副作用，對于肝硬化和門脈高壓患者是否抗血管治療及什么時機適合抗血管治療等。近期在治療肝癌時發現約有40%病人由于藥物的副作用而被迫中斷治療，主要見于Sunitinib，中斷治療的主要原因是曲張靜脈出血。盡管Sorafenib被證明是相對安全，但是強效的抗血管治療可能導致血管的損傷。因此，抗血管治療應該權衡利弊并持謹慎態度。

綜上，血管增生既是慢性肝損傷后組織修復中血管重塑的表現，也與纖維化進展及并發癥的發生密切相關，血管增生在不同病因的肝纖維化中普遍存在，慢性肝損傷中表達上調的許多細胞因子同時促進血管生成和HSC活化。研究血管增生在肝纖維化進程的病理生理作用，有助于進一步闡明肝纖維化進展機制，為尋找治療靶點和從不同靶點研發不同抗肝纖維化新藥以及并發癥的治療等多個方面提供新的治療切入點。

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〔2013-06-19修回〕

(編輯安冉冉/張慧)