肝纖維化的發病機制研究進展

楊小瑜(西南醫科大學附屬醫院，四川瀘州646000)

肝纖維化的發病機制研究進展

楊小瑜
(西南醫科大學附屬醫院，四川瀘州646000)

肝纖維化是細胞外基質積累的病理過程。肝星狀細胞激活是導致肝纖維化的關鍵。多種信號通路(瘦素信號通路、TGFβ信號通路、NF-κB信號通路、PDGF信號通路、mTOR通路、wnt/β-catenin信號通路)和細胞因子(趨化因子、干擾素、白細胞介素、生長因子及脂肪因子)參與其中。組蛋白修飾、DNA甲基化、非編碼RNA表達等表觀遺傳學變化亦參與了肝纖維化的發生過程。

肝纖維化；肝星狀細胞；信號通路；細胞因子；表觀遺傳學

肝纖維化是細胞外基質積累，損傷修復持續存在的病理過程[1]。大量研究證實肝纖維化及肝硬化是可逆的[2～5]。根據肝纖維化發生的病理生理機制有針對性的進行治療是治療肝纖維化的根本途徑，這使得肝纖維化的病理生理機制成為近年來研究的熱點?，F就近年來肝纖維化發生的病理生理機制的相關研究進展綜述如下。

1 纖維化肝組織的病理變化

肝小葉是肝臟的結構功能單位，它由中央靜脈、肝板、肝血竇、竇周間隙及膽小管五個部分共同組成。正常肝實質細胞包括上皮細胞、內皮細胞、非實質細胞，非實質細胞四種。肝星狀細胞(HSC)及庫否細胞[6]共同組成肝的非實質細胞。肝上皮細胞由細胞角蛋白、E-鈣粘蛋白特異性標記，而間質細胞特異性標記為a-sma蛋白及FSP1蛋白。正常情況下，血竇和肝實質之間有一層低密度的基底膜隔開，以確保物質的正常代謝交換。當肝臟受到損傷時，肝竇周隙中HSC開始活化，并分泌大量細胞外基質(ECM)，導致隔膜增厚，出現肝纖維化。肝竇周隙中ECM增加后可導致內皮小孔及肝微毛丟失，從而導致代謝交換障礙，繼而進一步引起門脈高壓，是引起肝纖維化門脈高壓臨床表現的重要分子機制。肝纖維化特異性表現是肌成纖維細纖維(MFs)出現。MFs來源于活化的HSC,其他細胞也可以分化成MFs。肝臟中ECM組分包括膠原、蛋白聚糖、層連蛋白、纖連蛋白、基質蛋白五種成分[7]，其結構因子含有TGFβ、TNF-α、PDGF、HGF、IL-2等。正常細胞中，ECM可為細胞提供極性，具有黏附、遷移、增殖、存活、分化信號等功能。損傷時ECM能活化HSC、促進血管新生、調節生長因子有效活性[8,9]。

2 HSC在肝纖維化過程中發揮的作用

HSC位于肝實質細胞基底外側與血竇內皮之間。正常的HSC有中等發達的粗面內質網、小高爾基復合體、突出的樹突突起，損傷的HSC粗面內質網肥大并喪失其細胞質的特征性儲存方式[10,11]。HSC源自內胚層或橫骨隔膜，結蛋白是HSC異性標記，肌動蛋白α存在于血管平滑肌細胞及肌成纖維細胞，是最可靠的HSC活化標記。常見的HSC細胞系有HSC-t6、PAV-1、PQ、L190、GRX、LX1-LX2[12, 13]。正常的HSC參與了肝臟發育與再生，能協調維生素A代謝等，絕大多數研究證實HSC活化是導致肝纖維化發生的關鍵?；罨腍SC能激活產生單核細胞趨化因子，可刺激淋巴細胞增殖凋亡，可產生中性粒細胞趨化因子，受損的肝實質凋亡片段可刺激HSC活化，從而導致肝纖維化。HSC活化包含啟動和延續兩個階段。HSC活化的啟動主要來自旁分泌刺激，周圍細胞外基質影響以及暴露于脂質氧化物和受損的肝細胞產物。HSC活化的延續是這些刺激不斷維持HSC活化表型并導致纖維化。

3 參與肝纖維化的信號通路和細胞因子

3.1 信號通路 肝纖維化發生發展涉及到多條信號通路，牽涉到多個細胞因子。經過多年來大量研究員不斷努力，基本明確了肝纖維化信號通路及細胞因子。參與肝纖維化的主要信號通路有瘦素信號通路、TGFβ信號通路、NF-κB信號通路、PDGF信號通路、mTOR通路、wnt/β-catenin信號通路等[14]。肝損傷后分泌的細胞因子主要通過綁定到幾個特定的細胞內信號傳導通路激活受體。瘦素與干擾素(IFN)-γ可激活STAT3調節多個調節肝纖維化靶向基因轉錄[15, 16]。HSC分泌的瘦素可以直接與其受體結合，激活STAT3信號通路，IL-6與IL-22也能作用于STAT3通路。脂聯素可以通過綁定到其受體AdipoR抑制過氧化物酶增殖，激活PPAR-α信號通路，激活STAT1，抑制纖維化發生。IFN-α、IFN-γ也可激活STAT1通路。TGF-β二聚體受體被TGF-β綁定，招募Smad2和Smad3蛋白，二者被磷酸化并釋放到細胞質，在那里它們與Smad4關聯，然后進入細胞核調節纖維化基因轉錄。PDGF通過激活細胞外信號調節激酶ERK通路綁定到PDGF受體介導部分轉錄調節，除血小板衍生生長因子外，幾個其他生長因子明確說是那幾個可以激活酪氨酸受體，導致肌醇磷脂3-激酶PI3K)的招募和AKT磷酸化;活化的AKT通過哺乳動物mTOR通路靶向調節纖維蛋白合成[11, 14, 17～21]。

3.2 細胞因子 參與肝纖維化的細胞因子種類繁多，功能各不相同。內源性大麻素是參與肝纖維化中的一類細胞因子，它包含兩種類型，分別為CB1與CB2，其中CB1能促進肝纖維，而CB2則抑制肝纖維化發生，而另一種細胞因子多肽生長因子對纖維化也有促進作用。細胞因子蛋白家族很多，包括趨化因子(MCP-1/RANTES/IL-8)、IFN(包括IFN-α、IFN-γ)、白細胞介素(IL-1、IL-6、IL-10)、生長因子(TGFβ家族、PDGF)及脂肪因子等。脂肪因子由基質細胞、巨噬細胞、成纖維細胞、浸潤單核細胞組成。近期研究發現肥胖基因能導致瘦素表達，能直接調節HSC表型。脂聯素也是脂肪因子的一種。肝損傷的免疫細胞能通過分泌促炎和纖維化分子促進HSC活化。細胞因子與細胞外基質成分也啟動纖維化并延續HSC活化[12, 16, 17, 22～26]。

4 肝纖維化的表觀遺傳學機制

4.1 組蛋白修飾 組蛋白修飾有甲基化、泛素化、乙酰化及磷酸化。一般而言，組蛋白甲基化可引起基因沉默，乙酰化則激活基因表達。在肝纖維化研究過程中，研究員發現，組蛋白甲基化可直接綁定a-sma、TIMP-1，從而發揮抑制纖維化基因表達，但目前缺乏相關藥物設計。臨床上已利用組蛋白乙?；种苿┛勺钄郒SC活化，例如SAHA、TMMC及尼洛替尼。

4.2 DNA甲基化 DNA甲基化是一種酶促反應，基因超甲基化后，可下調該基因表達，反之則上調。不少研究表明肝纖維化某些相關基因的甲基化水平與正常人相比有明顯差異。在肝纖維化中，人們發現TGFβ1、PTEN、GSTM3常發生超甲基化，但SPP1、MSI很少出現甲基化。

4.3 非編碼RNA表達 非編碼miRNA能在轉錄后水平調控肝纖維化，已有相關實驗證實肝纖維化發生發展過程中，促纖維化相關miRNA上調，如miR155、miR29c、miR506，而一些抑制纖維化相關的miRNA如miR26a、miR-19b、miR-122等下調。而一些實驗發現某些miRNA水平的高低還能評估反應肝纖維化程度，對判定其預后有一定的幫助[27～30]。

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