肝臟纖維化上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化相關(guān)信號(hào)通路的研究進(jìn)展

王 芳綜述，趙禮金審校

（遵義醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院肝膽外科，貴州遵義563000）

肝臟纖維化上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化相關(guān)信號(hào)通路的研究進(jìn)展

王 芳綜述，趙禮金審校

（遵義醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院肝膽外科，貴州遵義563000）

肝/代謝； 纖維化； 間質(zhì)細(xì)胞； 上皮細(xì)胞； 生物轉(zhuǎn)化； 信號(hào)處理，計(jì)算機(jī)輔助； 綜述

肝臟纖維化（hepatic fibrosis，HF）是各種慢性肝臟損傷發(fā)展到一定階段的共同病理學(xué)表現(xiàn)，以組織纖維化及正常肝臟結(jié)構(gòu)被結(jié)構(gòu)異常的小結(jié)節(jié)所取代為特征。眾多研究證實(shí)，肝星狀細(xì)胞（hepatic stellate cells，HSCs）的激活是HF的中心環(huán)節(jié)。近年來(lái)，大量研究認(rèn)為，在肝臟損傷過(guò)程中，一些上皮細(xì)胞如肝細(xì)胞或膽管細(xì)胞，可經(jīng)歷上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial to mesenchymal transition，EMT）獲得間充質(zhì)細(xì)胞表型或特征，最終促進(jìn)HF進(jìn)程。相反，某種間充質(zhì)細(xì)胞如HSCs，可經(jīng)歷間充質(zhì)-上皮轉(zhuǎn)化（mesenchymal to epithelial transition，MET）最終分化成上皮細(xì)胞[1]。盡管該理論備受爭(zhēng)議，但仍表明EMT及MET之間的平衡可能決定了肝臟損傷修復(fù)的結(jié)局。

多種信號(hào)通路可介導(dǎo)EMT發(fā)生，包括轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）超家族、Hh、Wnt、Notch、上皮生長(zhǎng)因子（epidermal growth factor，EGF）、促纖維生長(zhǎng)因子（broblast growth factor，F(xiàn)GF）、促血小板生長(zhǎng)因子（platelet derived growth factor，PDGF）等。本文針對(duì)EMT參與肝臟纖維化過(guò)程時(shí)涉及的相關(guān)信號(hào)通路作一綜述。

1 TGF-β介導(dǎo)信號(hào)通路

體外培養(yǎng)各種良惡性肝臟上皮細(xì)胞，包括肝細(xì)胞和膽管細(xì)胞，證實(shí)TGF-β是誘導(dǎo)EMT發(fā)生的主要調(diào)節(jié)因子[2]。TGF-β與Ⅰ/Ⅱ型TGF-β受體結(jié)合后，使Smad2/3磷酸化。磷酸化的Smads募集大量的Smad4形成復(fù)合物轉(zhuǎn)移細(xì)胞核，作用于幾種控制轉(zhuǎn)錄的目標(biāo)基因，例如SNAI1（snail1）、SNAI2（slug）或 Twist，進(jìn)一步抑制上皮基因表達(dá)，誘導(dǎo)間充質(zhì)基因的表達(dá)。TGF-β還可以通過(guò)激活絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）、Ras相似物GTP酶（Rho GTP）、磷脂酰肌-3激酶（PI3K）促進(jìn)EMT。其次，骨成型蛋白（BMP-7）作為TGF-β超家族的一員，可拮抗TGF-β信號(hào)通路，參與各種類型的器官損傷誘導(dǎo)HF的EMT過(guò)程。在CCl4誘導(dǎo)的肝臟損傷動(dòng)物模型中，BMP-7通過(guò)阻斷TGF-β激發(fā)的EMT過(guò)程，減弱了HF的表現(xiàn)[3]。

2 Hh介導(dǎo)信號(hào)通路

Hh介導(dǎo)信號(hào)通路是胚胎期肝臟形成與形態(tài)發(fā)生有關(guān)的一個(gè)重要路徑，在成人各種類型的肝臟損傷中也扮演重要的角色[4-5]。Hh產(chǎn)生細(xì)胞分泌可溶性Hh配體Sonic Hh、Indian Hh、Desert Hh，與Hh應(yīng)答細(xì)胞產(chǎn)生的Patched（Ptc）受體結(jié)合后，解除對(duì) Ptc輔助受體 Smoothened（Smo）的抑制，從而激活細(xì)胞核內(nèi)的轉(zhuǎn)錄因子Glioblastoma（Gli）家族，包括Gli1、Gli2和Gli3。Hh信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路在胚胎形成及幾種成人惡性腫瘤的轉(zhuǎn)移中，可促進(jìn)EMT的發(fā)生。在成人肝臟損傷修復(fù)過(guò)程中，某種特定類型的肝臟細(xì)胞發(fā)生EMT樣改變也受到Hh信號(hào)路徑的調(diào)節(jié)。關(guān)于HSCs的研究提供了大量數(shù)據(jù)支持此觀點(diǎn)。盡管HSCs通常被認(rèn)為是非上皮細(xì)胞，最近的研究證明至少某個(gè)亞型的HSCs同時(shí)具有間充質(zhì)細(xì)胞及上皮細(xì)胞特性[6-7]。當(dāng)通過(guò)藥物或基因阻斷Hh信號(hào)通路，可阻止HSCs轉(zhuǎn)化成肌纖維母細(xì)胞過(guò)程中的EMT樣轉(zhuǎn)化，使細(xì)胞趨于靜止?fàn)顟B(tài)或更具上皮細(xì)胞特性表型[8-9]。有報(bào)道稱，膽管細(xì)胞和良性肝細(xì)胞同樣受到Hh信號(hào)路徑的調(diào)控[10-11]。以上證據(jù)均表明，在成人肝臟損傷修復(fù)和再生過(guò)程中，Hh信號(hào)路徑像TGF一樣，參與調(diào)節(jié)EMT/MET。

3 Notch介導(dǎo)通路

在胚胎形成和組織損傷修復(fù)過(guò)程中，Notch是另外一個(gè)被激活的高度保守信號(hào)分子。Notch介導(dǎo)的信號(hào)通路包括 Notch受體（Notch1～4）、Notch配體（Jagged）和Ddlta-like。Notch1～4與Jagged結(jié)合后，發(fā)生2次蛋白裂解，最終釋放胞內(nèi)活化閾并轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核中，與轉(zhuǎn)錄因子的DNA結(jié)合蛋白PBR-J結(jié)合形成轉(zhuǎn)錄因子復(fù)合物，激活下游目的基因Hes家族和HeyJ家族，促使細(xì)胞進(jìn)入分化狀態(tài)。在胚胎形成、組織損傷、腫瘤發(fā)生過(guò)程中，已經(jīng)有大量研究證實(shí)Notch介導(dǎo)信號(hào)通路可促使EMT發(fā)生[12-14]。最近，Notch介導(dǎo)的信號(hào)通路在肝臟纖維化中的作用也被證實(shí)。γ-分泌酶抑制劑和雙重抗血小板治療藥物DAPT通過(guò)阻斷Notch信號(hào)通路，從而阻止幼鼠和大鼠HSCs系發(fā)生EMT。抑制HSCs活化，最終減弱CCl4誘導(dǎo)的大鼠纖維化[15-16]。體外培養(yǎng)膽管細(xì)胞，加入γ-分泌酶抑制劑或Jagged1抗體，可通過(guò)阻斷Notch信號(hào)通路阻斷EMT[17-18]。相反，過(guò)度表達(dá)Notch1將誘導(dǎo)膽管癌細(xì)胞系發(fā)生EMT[18]。這些研究均表明，Notch信號(hào)通路在肝臟損傷發(fā)生EMT過(guò)程中起到重要作用。

4 缺氧誘導(dǎo)因子（hypoxia-inducible factor，HIF）介導(dǎo)信號(hào)通路

缺氧及氧化還原應(yīng)激常發(fā)生于慢性肝臟疾病過(guò)程中。在肝臟腫瘤中，缺氧誘導(dǎo)的相關(guān)信號(hào)通路促進(jìn)腫瘤發(fā)生過(guò)程中EMT的發(fā)生。HIF是負(fù)責(zé)缺氧應(yīng)答的主要轉(zhuǎn)錄因子。Zhang等[19]報(bào)道肝癌標(biāo)本中，HIF-1α表達(dá)與上皮標(biāo)記物呈負(fù)相關(guān)，但與EMT相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子SNAI1及間充質(zhì)標(biāo)記物呈正相關(guān)。在體內(nèi)研究中也發(fā)現(xiàn)了同樣的結(jié)果，缺氧可通過(guò)HIF-1α增加SNAI1轉(zhuǎn)錄，促進(jìn)兩類肝細(xì)胞肝癌（HCC）細(xì)胞系發(fā)生EMT。在HCC細(xì)胞系中，Wnt-β連環(huán)蛋白可通過(guò)與HIF-1α相互作用進(jìn)一步加強(qiáng)其促進(jìn)EMT。缺氧誘導(dǎo)的HCC也受到PI3K/AKT信號(hào)路徑的調(diào)節(jié)[20-21]。TGF-β誘導(dǎo) HCC細(xì)胞系發(fā)生EMT中，抗氧化物可減少活性氧自由基（reactive oxygen species，ROS）產(chǎn)生，證明ROS產(chǎn)生在缺氧誘導(dǎo)肝癌相關(guān)EMT中發(fā)揮重要作用[22]。

除了以上提及的信號(hào)通路之外，EGF、PDGF和其他信號(hào)通路參與調(diào)節(jié)肝臟疾病中的EMT。更重要的是，這些路徑之間相互作用，形成復(fù)雜的信號(hào)網(wǎng)絡(luò)，調(diào)節(jié)EMT/ MET，最終決定細(xì)胞的命運(yùn)。這些路徑通常誘導(dǎo)或激活幾種EMT相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子，如 SNAI1、SNAI2、Twist、ZEB1、KLF8、Goosecoid、和FOXC2。上調(diào)這些轉(zhuǎn)錄因子表達(dá)，可抑制上皮型鈣黏蛋白（E-Cadherin）和其他連接蛋白的表達(dá)，促進(jìn)EMT及其介導(dǎo)的生物學(xué)功能。例如，Rowe等[23]報(bào)道，特異性抑制肝細(xì)胞來(lái)源的SNAI1可減輕CCl4誘導(dǎo)的肝臟纖維化和炎性反應(yīng)。多項(xiàng)研究也證明，Twist可促進(jìn)HCC浸潤(rùn)、轉(zhuǎn)移及血管生成[24-25]。其參與肝臟纖維化的EMT/MET信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路見(jiàn)圖1。

圖1 Twist參與肝臟纖維化的EMT/MET信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路

總之，在各種肝臟慢性疾病形成過(guò)程中，多種信號(hào)通路形成一張復(fù)雜的信號(hào)網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)調(diào)控肝臟細(xì)胞的EMT/MET，參與HSCs的來(lái)源、活化、增生、募集和細(xì)胞外基質(zhì)的產(chǎn)生降解等，從而促進(jìn)肝臟纖維化。因此，阻斷這些信號(hào)通路或進(jìn)一步研究尋找一個(gè)共同的調(diào)節(jié)節(jié)點(diǎn)，可為肝臟抗纖維化藥物研制提供新的理論依據(jù)。

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10.3969/j.issn.1009-5519.2015.19.011

A

1009-5519（2015）19-2920-03

2015-05-15）

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（81260085）。

王芳（1989-），女，四川梓潼人，在讀碩士研究生，主要從事膽管纖維化相關(guān)研究；E-mail：770318730@qq.com。

趙禮金（E-mail：386421696@qq.com）。