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文檔簡介
1、肝纖維化的病理發(fā)生Translated by wjsod(圖表附文后)Anna.Rev.Pathol.Mech.Dis.2011.6:425-56Virginia Hernanderz-Gea 與 Scott L. Friedman紐約州 紐約市 西奈山醫(yī)學(xué)院 肝病分部關(guān)鍵詞:肝臟星狀細胞 胞外基質(zhì) 壞死 肌成纖維細胞摘要:肝臟纖維化是世界范圍內(nèi)肇因于慢性病毒性肝炎以及最近更多的肇因于肥胖相關(guān)脂肪性肝病一個主要的發(fā)病及致死原因。由于肝星狀細胞是肝臟受損時胞外基質(zhì)形成的最初來源,所以肝星狀細胞激活代表了肝纖維化的一個關(guān)鍵事件。細胞培養(yǎng)與動物模型的應(yīng)用已經(jīng)拓展了我們對星狀細胞激活機制的認識,并給對
2、其基因調(diào)控,免疫信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的作用以及疾病潛在可逆性的研究撒上了一道曙光。隨著對肝纖維化病理發(fā)生途徑了解的深入,今后關(guān)鍵的挑戰(zhàn)將是把最新進展轉(zhuǎn)化為對慢性肝病患者抗纖維化治療技術(shù)的發(fā)展。介紹:肝纖維化是一個可逆的創(chuàng)傷修復(fù)反應(yīng),其特征是肝損傷后的胞外基質(zhì)(ECM)累積。如果損害是急性或自限的,那么這種變化是一過性的,肝臟結(jié)構(gòu)將恢復(fù)正常組成。但是如果損害持久,慢性炎癥與胞外基質(zhì)的累積將持續(xù),導(dǎo)致瘢痕組織進展性替代肝實質(zhì)。此過程將導(dǎo)致肝硬化,并引發(fā)不良后果與高致死率。進入這一終末期的過程是非常多變而緩慢的,有慢性肝損傷的患者病程可超過20到40年,其發(fā)病間隔受到遺傳與環(huán)境因素的影響。肝臟實質(zhì)由上皮細胞(肝
3、細胞),內(nèi)皮細胞,以及駐留的非實質(zhì)細胞包括肝星狀細胞與枯否氏細胞組成。肝竇是肝內(nèi)的微血管單元。其中有被孔隙開口區(qū)分的內(nèi)皮膜并被內(nèi)皮下有星狀細胞駐留的狄氏隙與肝細胞隔開。這一空間包含對維持實質(zhì)細胞不同功能很關(guān)鍵的基底膜樣基質(zhì),并有足夠的滲透性以保證肝細胞與血流間的代謝交換。臨床與病理背景胞外基質(zhì)在狄氏隙的沉著導(dǎo)致作為內(nèi)皮膜特征的正常開孔丟失,并阻礙門脈血流與肝細胞間正常的雙向代謝交換。這一過程稱為肝竇毛細血管化。不同模式的肝纖維化進程已經(jīng)在其不同原發(fā)疾病的基礎(chǔ)上被描述,包括損傷的區(qū)域(門脈區(qū)或是中心區(qū))、參與的成纖維細胞的來源以及占優(yōu)勢的纖維化機制。(圖1)慢性乙型與丙型肝炎是橋接纖維化的主要原
4、因,以界面性肝炎及門脈-中心靜脈橋接壞死為特征,最終形成門脈-中心纖維間隔。竇周或肝細胞周纖維化典型地出現(xiàn)在酒精相關(guān)的紊亂或是非酒精性脂肪肝中。酒精相關(guān)的纖維化以胞外基質(zhì)在肝竇與肝細胞四周的狄氏隙沉著為特征(雞籠狀模式)。膽汁性肝纖維化涉及膽管及膽管周圍肌成纖維細胞的增生,導(dǎo)致圍繞肝小葉的門脈-門脈纖維間隔形成。改變靜脈血流出的狀況是小葉中心纖維化的主要原因,其特征是中心-中心性纖維間隔。持續(xù)的肝纖維化疾病進展導(dǎo)致肝硬化,這是創(chuàng)傷累積的終末期,并以肝實質(zhì)與血管結(jié)構(gòu)的變形為特征。肝硬化的主要病理學(xué)特征就是被纖維間隔包圍的再生肝實質(zhì)結(jié)節(jié)的形成,其能與肝微血管末端融合,在結(jié)節(jié)特別大時能與門靜脈融合(
5、如大結(jié)節(jié)肝硬化)。門體循環(huán)分流與靜脈阻塞時常發(fā)生,可導(dǎo)致肝功能損傷并發(fā)展為門脈高壓。連接門脈與中心靜脈且血管化的間隔是由血管再生刺激生成的,并導(dǎo)致了繞過肝實質(zhì)的門體循環(huán)分流。(圖2)肝纖維化在很大程度上是無癥狀的,但進展到肝硬化可導(dǎo)致顯著的發(fā)病與致死風(fēng)險。在消化系統(tǒng)疾病中,肝硬化是美國最常見的非腫瘤致死病因,每年導(dǎo)致30000人死亡。另有10000人死于通常有肝硬化背景發(fā)生的肝癌。一旦肝硬化發(fā)生,其自然病程包括從代償期到失代償期的進展,后者是由門脈高壓與肝臟衰竭所確定的。門脈高壓是導(dǎo)致死亡或是肝臟移植的肝硬化的主要并發(fā)癥。根據(jù)歐姆定律,門脈高壓可以由肝臟對血流阻抗的增加和/或是血流的增加所導(dǎo)致
6、。門脈高壓最初的病理生理學(xué)事件就是主要發(fā)生在肝竇的血管阻抗的增加。肝瘢痕組織或肝細胞外基質(zhì)的組成在正常肝臟中,胞外基質(zhì)是高度動態(tài)的基底層,處于受到精確調(diào)控的合成與降解的平衡之中。但在慢性肝損傷期間,胞外基質(zhì)的合成超過了其降解,進展性的纖維間隔加厚以及膠原蛋白的化學(xué)交聯(lián)導(dǎo)致肝纖維化的生成。此外,胞外基質(zhì)組成成分的變化直接刺激了纖維化的發(fā)生。胞外基質(zhì)是一個嚴密組織的為肝實質(zhì)提供結(jié)構(gòu)與功能上完整性的分子網(wǎng)絡(luò),纖維化直接影響了其性質(zhì)與數(shù)量。正常情況下,胞外基質(zhì)占據(jù)不超過3%的肝組織切片相對面積,以及大約0.5%的濕重。也是格利森氏囊、門脈、中心靜脈以及內(nèi)皮下狄氏隙的組成成分。在肝內(nèi)胞外基質(zhì)最主要的結(jié)構(gòu)
7、成分有膠原蛋白、蛋白聚糖、層粘蛋白、纖連蛋白以及基質(zhì)細胞蛋白。正常肝臟狄氏隙的低密度基底膜樣基質(zhì)主要由膠原蛋白IV與VI組成。肝臟受損后,此基質(zhì)破裂并被纖維狀膠原取代;此時基質(zhì)由膠原蛋白I與II以及纖連蛋白組成。胞外基質(zhì)組成的這些性質(zhì)與數(shù)量變化(稱為毛細血管化)改變了基質(zhì)的微環(huán)境并對肝竇腔與肝細胞間的血漿雙向流動產(chǎn)生阻礙,從而導(dǎo)致肝功能的改變。除了與結(jié)構(gòu)分子的整合,胞外基質(zhì)也會與一系列以特異的休眠狀態(tài)結(jié)合并保存的生長因子以及基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)整合。因而胞外基質(zhì)可以調(diào)節(jié)生長因子的活性與可得性。例如,兩種胞外基質(zhì)的成分核心蛋白聚糖與二糖鏈蛋白聚糖結(jié)合轉(zhuǎn)化生長因子(TGF-)、纖連蛋白與層粘蛋
8、白結(jié)合腫瘤壞死因子(TNF-)以及膠原蛋白結(jié)合血小板衍生生長因子(PDGF)、肝細胞生長因子(HGF)與白細胞介素(IL)-2。生存因子與胞外基質(zhì)的結(jié)合可以防止受損肝細胞的凋亡以及生長因子的裂解。胞外基質(zhì)與其周圍細胞的互動是雙向的。肝臟受損傷后,胞外基質(zhì)可調(diào)節(jié)肝星狀細胞的激活與增生、血管生成以及生長因子與MMP的可得性與活性。胞外基質(zhì)也提供細胞極化、粘附、遷移、增生、生存及分化的信號。胞外基質(zhì)-細胞互動大多由特異的膜粘附受體確定。在這些受體中,整合蛋白家族、ADAM(解聚蛋白與金屬蛋白酶結(jié)構(gòu)域)分子、以及盤狀結(jié)構(gòu)域受體已被深入研究,其細節(jié)如下。整合蛋白(Integrins)是由-與-兩個亞單位
9、組成的異二聚體跨膜受體,有一個球形頭部結(jié)構(gòu)域可與胞外基質(zhì)結(jié)合成分以及細胞粘附分子結(jié)合。經(jīng)典整合蛋白配體包含一個對于信號轉(zhuǎn)導(dǎo)必要但不充分的精-甘-天序列。整合蛋白也能調(diào)節(jié)細胞粘附后其他受體的下游信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。培養(yǎng)的肝星狀細胞表達11、21、51以及64。21、64、V8以及51的上調(diào)在實驗肝纖維化模型中已被鑒別;然而,淤膽性疾病也與V6的誘導(dǎo)有關(guān)。整合蛋白也可干擾在腫瘤生物學(xué)包括肝癌生成中起作用的TGF-1、PDGF以及Hedgehog信號通路。ADAM分子是一個與肝纖維化有關(guān)的胞外基質(zhì)膜受體家族。在肝內(nèi)兩種分子被鑒別出:ADAMSTS-13與ADAMSTS-1,分別由肝星狀細胞與內(nèi)皮細胞表達。
10、盤狀結(jié)構(gòu)域受體2(DDR2)是一種首先由膠原蛋白I型,其次由膠原蛋白II、III與V激活的酪氨酸激酶受體。DDR2促進肝星狀細胞激活與上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)。肝星狀細胞激活期間膠原蛋白I型通過磷酸化誘導(dǎo)DDR2,導(dǎo)致MMP-2生成增加以及生長刺激。DDR2的高表達也在原發(fā)性膽汁性肝硬化病人的小膽管中出現(xiàn)。肝臟胞外基質(zhì)的細胞來源肝臟的瘢痕形成是包括中毒、代謝以及病毒侵害一系列損傷結(jié)果所致的常規(guī)反應(yīng)途徑。在這些反應(yīng)的背后,是駐留的間充質(zhì)細胞激活為肌成纖維細胞,其最初來自肝星狀細胞,可形成瘢痕組織包裹損傷部分。肝星狀細胞是一種駐留于于狄氏隙內(nèi)皮下的間充質(zhì)細胞,插入在肝竇內(nèi)皮層與肝細胞之間。肝損傷
11、之后,肝星狀細胞被激活,由休眠的富含維生素A細胞(休眠肝星狀細胞,qHSC)轉(zhuǎn)化為失去維生素A滴的細胞,進而引發(fā)增殖與收縮性的增加以及炎癥原、促纖維形成與絲裂原細胞因子的釋放。這些激活細胞能強化遷移并能沉著胞外基質(zhì)成分。肝星狀細胞的激活可以從概念上分為兩個時期:啟動期與持續(xù)期。啟動期,也可以視作炎癥前期,代表在基因表達與表型上的早期變化,這是受損肝實質(zhì)細胞最初的旁分泌刺激的結(jié)果。這些刺激的持續(xù)導(dǎo)致被自分泌與旁分泌刺激調(diào)控的持續(xù)時期。持續(xù)期涉及肝星狀細胞的六種顯著行為變化,包括增殖、趨化、纖維生成、收縮性、基質(zhì)降解以及視黃醛丟失。肌成纖維細胞(MF)是一種原生型的間充質(zhì)細胞,可調(diào)控一系列組織損傷
12、的修復(fù),包括肝、腎、皮膚、肺與骨髓以及中樞神經(jīng)系統(tǒng)。肌成纖維細胞最初是根據(jù)其生成胞外基質(zhì)的能力及所顯示的收縮活性來命名的。盡管肝星狀細胞是纖維生成細胞群的最初來源,其他類型細胞的作用如下列所示,也越來越受到重視。(圖3)1、 門脈成纖維細胞。由于其位于門脈區(qū)的結(jié)締組織內(nèi),駐留的成纖維細胞募集并激活成為肌成纖維細胞與肝缺血與膽汁淤積有關(guān)疾病高度相關(guān)。更多的注意力已集中到對這一纖維生成細胞群的鑒別、純化與分析上,其對膽淤型疾病的肝纖維化的作用尤其重要。2、 骨髓衍生細胞與循環(huán)纖維細胞。已有幾個研究顯示,肝損傷后骨髓提供的MF樣細胞可能參與肝纖維化的過程。但是,這些骨髓衍生細胞在肝損傷期間對膠原生成
13、的作用可能非常有限。3、 EMT。上皮細胞可以通過上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)的生物學(xué)過程對死亡或受損肝細胞起替代作用。這一過程允許緊密附著且有頂-底極性的上皮細胞遷移并聚集在組織間質(zhì)中并獲得間充質(zhì)細胞的表型(例如遷移能力,侵入性,抗凋亡以及胞外基質(zhì)生成)。EMT不僅與組織再生及纖維化相聯(lián)系,而且與胚胎發(fā)育及癌癥進展相關(guān)。在肝臟慢性炎癥期間,兼有上皮細胞(細胞角蛋白,鈣黏著蛋白)與間充質(zhì)細胞-平滑肌動蛋白(ASMA),成纖維細胞特異蛋白1(FSP1)特征標志的細胞似乎代表著EMT的一個中間狀態(tài)。損傷后誘導(dǎo)與調(diào)控EMT的信號已經(jīng)在癌癥生成及肺腎纖維化中被深入研究。肝損傷后轉(zhuǎn)向EMT的最主要的驅(qū)動因
14、素是趨化因子、基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)以及生長因子如PDGF與TGF-(通過Smad2/3與絲裂原激活蛋白激酶(MAPK)依賴的通路)。最近發(fā)現(xiàn)hedgehog信號通路也參與這一過程。EMT是動態(tài)與雙向的,纖維生成細胞可以發(fā)生間充質(zhì)-上皮轉(zhuǎn)化并恢復(fù)上皮細胞表型。在膽道結(jié)扎的動物模型以及尤其是原發(fā)性膽淤性肝硬化及膽道閉鎖的人類纖維化肝臟中,能同時表達上皮細胞與肌成纖維細胞標志的膽道上皮細胞也被鑒別。人類原膽道細胞TGF-介導(dǎo)的刺激上調(diào)p-Smad2/3、S100A4與ASMA引發(fā)表型轉(zhuǎn)換。肝細胞EMT可能也作用于肝纖維發(fā)生。體外研究顯示TGF-也促進成熟肝細胞的EMT與膠原蛋白1(I)的表達。C
15、Cl4誘導(dǎo)的肝纖維化中FSP1(S100A4)的表達增加也被報道。盡管有這些數(shù)據(jù),EMT肝細胞生成I型膠原蛋白還沒有在體內(nèi)模型中被最終證明,一個最近的研究對EMT作為纖維化的重要來源有爭議。最近,內(nèi)皮細胞也被發(fā)現(xiàn)在腎臟與心臟纖維化中通過一個類似的過程(內(nèi)皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化)轉(zhuǎn)化為間充質(zhì)細胞,但其在肝纖維化中的作用尚不清楚。細胞因子與信號通路細胞因子炎癥因子在肝纖維化中起到關(guān)鍵作用,持續(xù)炎癥幾乎總是導(dǎo)致肝纖維化。肝損傷之后,幾種細胞可以分泌炎癥細胞因子,這些細胞包括枯否氏細胞、肝細胞、肝星狀細胞、自然殺傷(NK)細胞、淋巴細胞以及樹狀細胞。細胞因子是一組包括趨化因子(單核細胞趨化因子(MCP-1),
16、RANTES,IL-8)干擾素(IFN-,IFN-),白細胞介素(IL-1,IL-6,IL-10),生長因子,脂肪素以及可溶性神經(jīng)體液配體(內(nèi)源性類大麻素)在內(nèi)的蛋白家族(表格1)。脂肪素(脂肪細胞因子)是主要由脂肪細胞或少量由基質(zhì)細胞包括巨噬細胞、成纖維細胞以及濾過性單核細胞分泌的多肽。瘦素與脂連蛋白是參與肝臟損傷的主要脂肪細胞因子。Obese(ob)基因翻譯表達瘦素蛋白。瘦素可以通過幾個瘦素受體(ObRa到ObRf)中的一個并由Janus激酶2(JAK2)以及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)子與轉(zhuǎn)錄激活子3(STAT3)激活通路介導(dǎo)其生物學(xué)活性。(圖4)瘦素具有纖維生成原的效果,能直接通過ObRb調(diào)節(jié)肝星狀細胞的
17、表型并激活枯否細胞、巨噬細胞與內(nèi)皮細胞產(chǎn)生TGF-。瘦素亦可在刺激肝細胞癌與肝內(nèi)膽管癌細胞的增殖、遷移、轉(zhuǎn)移中發(fā)揮作用。除了瘦素蛋白,JAK-STAT信號通路可以被大量不同的細胞因子激活,包括干擾素IFN-。細胞因子與其受體結(jié)合將活化受體相關(guān)的酪氨酸激酶(JAK1、JAK2、JAk3、Tyk2),而與STAT蛋白相互作用。STAT1與STAT3在肝纖維化中起關(guān)鍵作用。STAT1能被IFN-/-與IFN-激活。STAT3主要被IL-6與IL-22激活。STAT1與STAT3調(diào)節(jié)與抗病毒防御、肝臟炎癥與肝臟再生有關(guān)的許多靶基因的轉(zhuǎn)錄。STAT蛋白(STAT1-6)在其磷酸酪氨酸結(jié)合SH2結(jié)構(gòu)域磷酸
18、化后將允許復(fù)合物轉(zhuǎn)位進入核內(nèi)并調(diào)控目標基因轉(zhuǎn)錄。STAT1被認為通過幾種機制負調(diào)節(jié)肝臟纖維化,包括抑制肝星狀細胞增殖,抑制p-PDGF表達,抑制TGF-/Smad3信號轉(zhuǎn)導(dǎo)以及刺激NK細胞細胞毒性。選擇性剔出肝星狀細胞STAT1的小鼠體內(nèi),CCl4所致的肝損害后的肝纖維化進展加速。脂連蛋白在體內(nèi)體外都能抑制肝纖維形成。在肝星狀細胞內(nèi),脂連蛋白與其特異受體AdipoR1與AdipoR2結(jié)合,其下游作用由單磷酸腺苷激活蛋白激酶(AMPK)與過氧化物酶體增殖物激活受體(PPAR-)介導(dǎo)。AMPK激活產(chǎn)生ATP并抑制除了對短期生存關(guān)鍵以外的那些ATP消耗過程。最近的一項研究發(fā)現(xiàn)另外一個脂肪細胞因子腦腸
19、肽(Ghrelin)可減弱肝細胞損傷與肝纖維化。腦腸肽缺乏的小鼠損害增加并產(chǎn)生毒性損傷后的纖維化,相應(yīng)地重組腦腸肽能減輕野生型小鼠的損傷。此外,人體腦腸肽(ghrelin)基因的多態(tài)性可能影響慢性肝炎患者的肝纖維化進展。多肽生長因子也是細胞因子家族的成員。參與肝星狀細胞激活與纖維蛋白合成最重要的生長因子是PDGF與TGF-。PDGF是由四種多肽鏈(A、B、C與D)不同組合而成的二聚體蛋白,其通過酪氨酸激酶受體PDGFR-與PDGFR-轉(zhuǎn)導(dǎo)信號。所有PDGF同源蛋白在肝星狀蛋白激活期間均上調(diào)并與纖維化及炎癥的程度相關(guān)。PDGF受體部分通過磷酸肌醇3-激酶(PI3K)/Akt傳導(dǎo)其活性,也為其他酪
20、氨酸激酶(如血管內(nèi)皮生長因素(VEGF)、細胞因子受體(如MCP-1)、整合蛋白、脂肪細胞因子(瘦素)以及G蛋白偶聯(lián)受體激動子(如血管緊張素II(AII)、凝血酶)轉(zhuǎn)導(dǎo)信號。當受體酪氨酸激酶與其同源受體激活,其酪氨酸殘基自磷酸化,引發(fā)PI3K募集到質(zhì)膜上。一旦被激活并定位到質(zhì)膜上,PI3K磷酸化磷酸肌醇脂質(zhì),并使Akt轉(zhuǎn)位至質(zhì)膜。在其被募集后,Akt被磷酸肌醇依賴的激酶磷酸化并被激活。激活的Akt通過磷酸化包括哺乳動物雷帕霉素靶點在內(nèi)的多個不同靶點調(diào)控幾種細胞功能。(圖4)生長因子受體也可能利用MAPK信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。MAPK家族包括細胞外信號調(diào)控激酶、c-Jun N端激酶(JNK)與p38 M
21、APK。這些分子可被增生性多肽(PDGF、凝血酶、AII、VEGF、瘦素)與趨化因子激活。一旦激活,這些分子將募集信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子Ras,引發(fā)細胞增殖因子與纖維生成因子的轉(zhuǎn)錄。TGF-由幾種細胞分泌,并有三種主要同源物(TGF-1 、TGF-2與TGF-3)。其中TGF-1主要由單核細胞與巨噬細胞產(chǎn)生,是參與肝臟纖維化的主要同源物。TGF-1以非活性的蛋白形式并與一個潛在相關(guān)蛋白結(jié)合貯存。一旦激活,TGF-1通過其同源受體轉(zhuǎn)導(dǎo)信號至Smad蛋白,增強包括膠原蛋白原I(procollagen I)與膠原蛋白原III(procollagen III)在內(nèi)的目標基因的轉(zhuǎn)錄。TGF-1與其II型受體激活啟
22、動信號轉(zhuǎn)導(dǎo),隨后此受體與I型受體二聚化并結(jié)合Smad2與Smad3;此復(fù)合物磷酸化并釋放入胞漿與Smad結(jié)合。所形成的異二聚體可轉(zhuǎn)位入細胞核以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄。此通路可由Smad6/7阻止Smad2/3與受體的結(jié)合而被抑制。(圖4)VEGF是一種已得到很好描述的血管生成調(diào)節(jié)因子,在肝星狀細胞激活期間上調(diào),刺激細胞增生、遷移與膠原蛋白合成。其他與肝纖維化相關(guān)的多肽生長因子有HGF、成纖維細胞生長因子與胰島素樣生長因子。內(nèi)源性類大麻素是通過CB-1與CB-2受體轉(zhuǎn)導(dǎo)信號的一個花生四烯酸衍生分子家族。主要的內(nèi)源性配體是大麻素(花生四烯酸乙酰胺)、2-花生四烯酸甘油、noladin酯與virodha胺。慢性肝
23、臟疾病與內(nèi)源性類大麻素及其受體的上調(diào)相關(guān)。但是兩個CB受體有完全不同的活性。CB1是促纖維化的,CB2則有相反的效果;因而CB1的拮抗與CB1的激活是代表了減少纖維化的新治療選擇的兩個相反的策略。血管活性物質(zhì)根據(jù)幾條證據(jù)鏈,肝星狀細胞可調(diào)控肝損傷期間的肝內(nèi)血流。1、 在其所處肝竇周位置,通過外延長胞質(zhì)足過程肝星狀細胞包圍肝竇并模擬周細胞。周細胞是能通過調(diào)節(jié)毛細血管周阻力調(diào)控血流的細胞群。2、 肝星狀細胞的激活包括獲得一個具收縮性的表型。3、 體內(nèi)顯微術(shù)顯示了肝星狀細胞對肝竇的直接收縮。此外,肝星狀細胞對血管活性物質(zhì)的收縮反應(yīng)已在體內(nèi)與體外得到證實,肝星狀細胞的實際收縮力足以收縮肝竇(由內(nèi)皮素(
24、內(nèi)皮縮血管肽)1(ET-1)刺激產(chǎn)生的單個星狀細胞平均收縮力超過肝竇的壓力)。幾種血管活性物質(zhì)促進的肝星狀細胞收縮性由內(nèi)皮細胞產(chǎn)生的內(nèi)皮素家族由三個成員組成(ET-1,ET-2與ET-3),可與G蛋白偶聯(lián)受體ETA、ETB結(jié)合,發(fā)揮自分泌與旁分泌的效果。ETA主要在血管平滑肌細胞中發(fā)現(xiàn),ETB主要在內(nèi)皮細胞中發(fā)現(xiàn)。肝損傷后,肝星狀細胞分泌ET-1,同時在肝竇內(nèi)皮細胞的合成減少。肝損傷與局部ET產(chǎn)生增加以及ET受體的表達加強相關(guān),這導(dǎo)致肝星狀細胞產(chǎn)生收縮性從而增加了肝竇的壓縮與肝內(nèi)血流的阻力。一氧化氮(NO)是一種嚴謹調(diào)控下由三種同源一氧化氮合成酶從L-精氨酸合成的獨特信使分子。NO以自分泌的方
25、式通過刺激降低鈣水平的水溶性鳥苷酸環(huán)化酶調(diào)節(jié)肝內(nèi)阻力,促進血管舒張與肝星狀細胞松弛。在硬化肝臟中,肝竇內(nèi)皮細胞減少NO分泌,從而在晚期肝病典型的血管收縮物質(zhì)與血管舒張物質(zhì)間不平衡中發(fā)揮作用。腎素-血管緊張素系統(tǒng)是一個能調(diào)節(jié)肝內(nèi)血管阻力的內(nèi)分泌系統(tǒng)。主要的傳遞物是AII,其通過血管緊張素I(AI,由肝細胞從血管緊張素原合成)內(nèi)皮酶切或在受損組織中從頭生成。AII在肌成纖維細胞的AI受體結(jié)合促進纖維形成與炎癥。在纖維化肝內(nèi),肝星狀細胞高表達AI受體并分泌AII,從而誘導(dǎo)細胞增生與壓縮。此外,RAS核型與門脈高壓的程度相關(guān)。AII通過(a)直接刺激Smad信號系統(tǒng)與(b)提高胞內(nèi)鈣含量與活性氧生成來
26、發(fā)揮其作用,可刺激PI3K/Akt、Rho激酶、核因子B(NF-B)以及MAPK通路。象其他許多系統(tǒng)一樣,RAS系統(tǒng)包含一個內(nèi)源性的拮抗通路,AII的截短形式Ang1-7在纖維化中發(fā)揮與AII相反的作用。Ang1-7由血管緊張素轉(zhuǎn)化酶I(ACE1)的一個類似物ACE2生成。因此,ACE1與AII是促纖維化的,而ACE2與Ang1-7是抗纖維化的。其他血管活性因子幾種血管活性物也參與肝臟血管的動態(tài)平衡。一氧化碳在肝竇細胞中產(chǎn)生,并能介導(dǎo)肝竇與星狀細胞的松弛。絲氨酸蛋白酶凝血酶調(diào)控血小板聚集與內(nèi)皮細胞的活化,可作為激素或細胞因子起效,這取決于與哪個同源受體結(jié)合(蛋白酶激活受體1-4)。在活化期間肝
27、星狀細胞蛋白酶激活受體的表達增加并誘導(dǎo)收縮、增生與幾種細胞因子與血小板活化因子的分泌。肝星狀細胞中心房鈉尿肽與其受體結(jié)合對抗ET對Ca2+與收縮性的作用。前列腺素也參與肝星狀細胞的收縮;其中一些(PGI2,PGE2)誘導(dǎo)松弛,其他的(凝血烷,PGF2)誘導(dǎo)收縮。加壓素與凝血酶通過從胞內(nèi)貯存中釋放Ca2+誘導(dǎo)肝星狀細胞的收縮。腺苷、P物質(zhì)、溶血磷脂酸也能在體外誘導(dǎo)肝星狀細胞的收縮?;虮磉_的調(diào)控轉(zhuǎn)錄調(diào)控真核細胞的基因表達調(diào)控是一個復(fù)雜、精細與細胞特異的過程。有大量的過程揭示了在肝纖維化期間控制肝臟星狀細胞基因表達調(diào)控機制,研究最初集中于轉(zhuǎn)錄調(diào)控通路。最近的研究進展揭示了能調(diào)控一系列轉(zhuǎn)錄活動中效果
28、的包括磷酸化、SUMO蛋白化、異戊二烯化、乙?;吞腔趦?nèi)的轉(zhuǎn)錄后修飾;對DNA的結(jié)合親和力;寡聚化;和/或轉(zhuǎn)錄因子、輔助抑制子、輔助激活子降解瞄準的影響。我們在此僅描述少數(shù)參與肝星狀細胞激活的轉(zhuǎn)錄因子的例子,而不是星狀細胞轉(zhuǎn)錄生物學(xué)所有方面的全面綜述。(表格2)堿性螺旋-環(huán)-螺旋(bHLH)轉(zhuǎn)錄因子包含兩類與肝星狀細胞收縮性有關(guān)的分子家族。A類bHLH因子廣泛表達,B類bHLH因子則是組織特異性的。兩者都能被作為DNA結(jié)合/分化抑制子的相關(guān)bHLH蛋白(Id蛋白)抑制。在肝星狀細胞中被最清楚鑒別的HLH蛋白家族成員是MyoD,甾醇調(diào)控元件結(jié)合蛋白1c,c-Myc與c-Myb。MyoD是一個
29、在小鼠與人類肝星狀細胞中表達的肌原性的轉(zhuǎn)錄因子,參與可收縮表型的獲得。Id在肝纖維化中的作用仍未完全弄清,只有一些相互矛盾的發(fā)現(xiàn)。Id1參與體外肝星狀細胞靜止表型的維持,強制過表達Id1增強肝星狀細胞的激活。相反,Id2在肝纖維化持續(xù)期起關(guān)鍵作用并在肝星狀細胞激活早期上調(diào),但后期能抑制纖維生成標志物(ASMA,膠原蛋白I,MMP-2)。這些迥異的數(shù)據(jù)可能反映了Id蛋白與主要纖維形成因子TGF-之間不同相互作用模式的效果。CCAAT/增強子結(jié)合蛋白(C/EBP)家族的三個成員,C/EBP、C/EBP與C/EBP在肝星狀細胞中表達。C/EBP作為一個脂肪細胞分化的關(guān)鍵因子,也是肝星狀細胞激活與肝纖
30、維化的負調(diào)控因子。其表達可降低激活,強制過表達則抑制肝星狀細胞增殖、降低胞外基質(zhì)的生成與ASMA表達,并能擴大胞質(zhì)脂滴。C/EBP調(diào)節(jié)乙醛誘導(dǎo)的氧應(yīng)激中肝星狀細胞膠原蛋白I的表達,也在阻止激活的肝星狀細胞凋亡與促進纖維化進展中起重要作用。在一個損傷實驗?zāi)P椭械母涡菭罴毎せ钪?,C/EBP被核糖體S-6激酶(RSK)Thr217磷酸化誘導(dǎo)肝星狀細胞增殖并阻止其凋亡。相反,CB1-/-小鼠的與RSK被選擇性抑制的野生型小鼠的肝星狀細胞在肝損傷后經(jīng)歷凋亡。參與分化與器官發(fā)生的MADS(MCM1,AG,DEFA,SRF)框家族成員Mef2也能驅(qū)動肝星狀細胞增殖與收縮。盡管Mef2在靜止肝星狀細胞中未能
31、檢測到,但在激活期間其信使RNA增加,其后ASMA與膠原蛋白表達增加并刺激肝星狀細胞增殖。在各種肝臟細胞中半胱氨酸與甘氨酸豐富的LIM(Lin11,Isl1,Mec3)結(jié)構(gòu)域蛋白2只在肝星狀細胞表達并誘導(dǎo)其增殖,其表達受TGF-調(diào)控。LIM的同源框基因lbx2維持肝星狀細胞的靜止表型,其在人類肝星狀細胞中的過表達減少胞外基質(zhì)的產(chǎn)生與ASMA的表達。通過加強金屬蛋白酶組織抑制因子(TIMP)-1、IL-6、TGF-1的轉(zhuǎn)錄,激活子蛋白(AP)-1在肝星狀細胞激活早期的表達被證實。AP-2、NF-1與SOX9也調(diào)節(jié)膠原蛋白I在活化肝星狀細胞中的表達。核受體(孕烷X受體(PXR), PPAR)在胞質(zhì)
32、中經(jīng)配體激活后轉(zhuǎn)位入細胞核調(diào)控目標基因的表達。盡管視黃醛貯備是正常肝臟中星狀細胞最占優(yōu)與最個性的特征,但核受體RXR與RAR在肝內(nèi)動態(tài)平衡與損傷反應(yīng)中的相對重要性仍然驚人地模糊。盡管如此,PXR與PAR在肝星狀細胞激活期間下調(diào)。法尼酯X受體在肝星狀細胞中被膽酸激活,減少膠原蛋白與TIMP-1的表達而不影響ASMA的表達或細胞的增殖。PXR通過上調(diào)細胞色素P450酶CYP3A家族尤其是CYP3A4,參與對幾個異生與內(nèi)源代謝的響應(yīng)。孕烯酮-16-氰基激活PXR阻止小鼠CCl4誘導(dǎo)的肝損傷后肝星狀細胞增殖與纖維化。PPAR在肝星狀細胞中表達,可調(diào)節(jié)糖脂代謝。盡管有幾個同源物(PPAR-,PPAR-、
33、PPAR-與PPAR-),在肝纖維化中被研究最深入的是PPAR-,其在維持靜止肝星狀細胞中起到關(guān)鍵作用。在激活肝星狀細胞中強制過表達PPAR-抑制膠原蛋白I表達,阻礙TGF-1信號通路,減少細胞增殖,增加胞質(zhì)脂滴。PPAR-通過與Jun-D(一個AP-1蛋白)物理相互作用以及通過抑制Smad3阻礙TGF-信號通路發(fā)揮上述作用,并分別減少膠原蛋白與結(jié)締組織生長因子的的表達。PPAR-的天然配體(15-d-PJ)或合成配體(GW7845,吡格列酮)的激活在體內(nèi)外抑制肝星狀細胞增殖并誘導(dǎo)其凋亡。PPAR-要求首先與RXR形成異二聚體才能產(chǎn)生轉(zhuǎn)錄活性,但也可以與RAR與FXR二聚體化。表觀遺傳調(diào)控通過
34、表觀遺傳調(diào)控也能在不修飾DNA序列的情況下改變基因的表達?;虮磉_的表觀遺傳修飾非常穩(wěn)定并能在不導(dǎo)致基因突變情況下通過有絲分裂保留。其與環(huán)境及發(fā)育因素高度相關(guān)。表觀遺傳修飾包括三種主要的過程:組蛋白修飾、DNA甲基化與非編碼RNA沉默。(圖5)幾個研究已經(jīng)揭示了組蛋白修飾在肝星狀細胞激活中潛在作用。組蛋白去乙酰酶抑制物曲古柳菌素A在體外阻礙肝星狀細胞的形態(tài)特征并減少細胞增殖及ASAM與collagen I基因的轉(zhuǎn)錄。有趣的是,慢性攝取可導(dǎo)致肝纖維化的乙醇通過組蛋白H3賴氨酸的乙?;梢哉T導(dǎo)翻譯后的組蛋白修飾。由甲基加入胞苷磷酸鳥苷二核苷酸5位的胞苷殘基所導(dǎo)致的基因沉默也參與了肝星狀細胞激活的調(diào)
35、控。DNA甲基化抑制因子5-氮雜-2-脫氧胞苷酸通過分別持續(xù)抑制靜止肝星狀細胞中的IB與活化肝星狀細胞中的PPAR-,阻礙肝星狀細胞的激活。染色質(zhì)沉默也可通過非編碼RNA與目標信使RNA結(jié)合,下調(diào)其穩(wěn)定性與翻譯實現(xiàn)。這些RNA調(diào)節(jié)因子可以在轉(zhuǎn)錄(反義RNA)或轉(zhuǎn)錄后水平(如通過小干擾RNA或微RNA(miRNA)發(fā)揮作用,并與許多生物學(xué)通路如細胞分化、增殖、死亡有關(guān)。miRNA介導(dǎo)的RNA沉默通過上調(diào)13個miRNA及調(diào)控22個信號通路而與肝星狀細胞的激活相關(guān)。特別是miRNA27a與miRNA27b的過表達與體外小鼠肝星狀細胞活化表型反轉(zhuǎn)有關(guān)。有趣的是,轉(zhuǎn)錄因子與表觀遺傳因素的交互發(fā)生在肝星
36、狀細胞激活期間。特別是,肝星狀細胞的激活與IB的持續(xù)抑制有關(guān),抑制是由端粒結(jié)合因子1(CBF-1)與甲基CpG結(jié)合蛋白2(MeCP2)甲基化IB啟動子上游的一個CpG島所致。在肝細胞癌疾病背景中,活化肝星狀細胞過表達與II類組蛋白去乙酰酶相互作用的轉(zhuǎn)錄因子Mef2,這一相互作用導(dǎo)致組蛋白H3與H4高度乙?;8卫w維化的免疫調(diào)控與宿主遺傳學(xué)作為消化道外的第一個處理獲取抗原的實體器官,肝臟時常暴露在抗原豐富的血液中,因而是對抗這些抗原尤其是對抗微生物的主要防線。肝臟的自然免疫與獲得性免疫系統(tǒng)均高度進化以適應(yīng)此功能。盡管自然免疫通路最初的作用是防止急性損傷,但是其也可能引發(fā)肝纖維化形成。然而,纖維化
37、是一個不會對機體生存產(chǎn)生立即威脅的晚期反應(yīng)。肝臟的自然免疫與獲得性免疫系統(tǒng)均在肝纖維化調(diào)節(jié)中起重要作用。(圖6)自然免疫反應(yīng)自然免疫機制通過一系列通路對微生物防御起關(guān)鍵作用。這一反應(yīng)的繼發(fā)后果可能包括對肝纖維生成的作用。肝臟巨噬細胞與單核細胞??莘袷霞毎莵碓从谘h(huán)單核細胞的組織巨噬細胞,其構(gòu)成了肝臟總細胞數(shù)量的15%并主要駐留在門脈周圍??莘袷霞毎诟闻K病理生理中具有廣泛的功能,包括細胞吞噬、抗原呈遞以及調(diào)節(jié)自然免疫與炎癥反應(yīng)的水溶性遞質(zhì)的分泌。一旦激活,枯否氏細胞分泌大量炎癥原與纖維形成介質(zhì),促進肝星狀細胞激活??莘袷霞毎桥c細菌產(chǎn)物的第一接觸點,包括來自胃腸道的內(nèi)毒素。因而枯否氏細胞是脂
38、多糖(LPS)的主要靶點,其能強力表達Toll樣受體4(TLR4)主要配體為LPS的自然免疫受體。TLR是一個哺乳動物跨膜模式識別受體家族,能區(qū)分病原體相關(guān)圖式。TLR4介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通過MyD88依賴或MyD88獨立的兩個主要通路,然后通過NF-B、MAPK、PI3K/Akt轉(zhuǎn)導(dǎo)。大部分肝臟駐留細胞包括肝星狀細胞表達TLR4。激活后表達TLR4的人類肝臟星狀細胞通過分泌細胞因子并激活I(lǐng)B激酶/NF-B與JNK。此外,LPS下調(diào)靜止肝星狀細胞中的TGF假受體,因而促進TGF信號轉(zhuǎn)導(dǎo)并增加肝臟纖維形成。有趣的是,TLR基因的兩個單核苷酸多態(tài)性(D299G與T399I)與LPS的反應(yīng)性下降相關(guān),并
39、導(dǎo)致在慢性丙型肝炎病毒感染病人中肝纖維化進展風(fēng)險的降低。TLR9也在肝星狀細胞中表達并可由凋亡肝細胞DNA激活,進而引發(fā)星狀細胞激活與膠原生成。相應(yīng)地,TLR9缺乏小鼠在實驗肝臟損傷中顯示了肝纖維化減少。嗜中性粒細胞。嗜中性粒細胞參與肝損傷后自然免疫的早期反應(yīng),在酒精性與非酒精性脂肪性肝炎中特別占優(yōu)勢。此外,其也能被多個細胞因子包括IL-8激活定向遷移進入受損肝臟。然而嗜中性粒細胞直接而非通過放大組織損害本身驅(qū)動纖維形成的作用尚不清楚,很少有將嗜中性粒細胞與纖維形成途徑直接聯(lián)系起來的通路被鑒別出。自然殺傷細胞與自然殺傷T細胞。NK細胞通過(a)誘導(dǎo)肝星狀細胞凋亡與(b)產(chǎn)生抗纖維化的遞質(zhì)對肝纖
40、維化進程起到保護性作用。NK細胞對肝星狀細胞的抑制效果可能由STAT1介導(dǎo),在STAT1-/-的小鼠中NK細胞對肝星狀細胞殺傷的誘導(dǎo)被減弱。自然殺傷T細胞(NKT)是一組既表達T細胞標志(TCR)又表達NK細胞標志(NK1.1、CD161)的異源細胞。其在肝纖維形成中起到的纖維生成原作用,已在剔出NKT細胞對CCl4處理小鼠肝臟損傷與纖維化的保護作用這一發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上得到了揭示。作為經(jīng)典抗原提呈細胞的樹狀細胞在肝內(nèi)非常豐富,其對肝纖維化的作用是一個興趣活躍領(lǐng)域。最近的證據(jù)顯示,樹狀細胞可能通過TNF-調(diào)節(jié)炎癥環(huán)境。獲得性免疫反應(yīng)對其不斷增長的興趣也揭示了獲得性免疫系統(tǒng)對肝纖維化的核心作用。T淋巴
41、細胞。T細胞可以分為CD8+與CD4+細胞以及根據(jù)其分泌的細胞因子定義的細胞。例如,經(jīng)典的T輔助細胞1(Th1)分泌IL-2與IFN-,而Th2分泌IL-4、-5、-10與-13。通常來自CD8+的Th2細胞因子在肝纖維化中起著促纖維形成作用,而Th1細胞因子起著保護性作用。B淋巴細胞。B細胞在肝纖維化中可能起到促纖維形成的作用,因為與野生型相比B細胞缺乏的小鼠在CCl4損傷后顯示膠原沉著的減少。B細胞缺乏產(chǎn)生的效果可能不依賴于抗體的作用。肝星狀細胞對免疫系統(tǒng)細胞的影響免疫細胞與肝星狀細胞通過雙向的相互作用均成為肝臟纖維化的重要媒介物。肝星狀細胞可以被免疫細胞調(diào)控并能調(diào)節(jié)炎癥細胞的行為。肝星狀
42、細胞能產(chǎn)生可作為枯否氏細胞重要調(diào)節(jié)因子的巨噬細胞集落刺激因子;脂質(zhì)趨化血小板激活因子;以及幾種趨化因子。肝星狀細胞也是受免疫調(diào)節(jié)的,并能分泌水溶性活性物及上調(diào)白細胞黏附分子受體,包括細胞間黏附分子1型、血管細胞黏附分子1型、神經(jīng)細胞黏附分子1型。肝纖維化的消除肝纖維化的可逆性近來的臨床證據(jù)與一直以來認為肝硬化不可逆的理念相矛盾。在肝纖維化的動物模型中,停止引發(fā)纖維化的藥物將導(dǎo)致纖維化逆轉(zhuǎn)。即使在人類中,成功治療引發(fā)肝纖維化的疾病也能逆轉(zhuǎn)肝纖維化。肝纖維化的逆轉(zhuǎn)已在鐵銅超負荷、酒精性肝損傷、慢性乙型、丙型、丁型肝炎、血色素沉著、繼發(fā)性膽汁性肝硬化、非酒精性脂肪性肝炎以及自身免疫肝病的患者中觀察到
43、。胞外基質(zhì)降解慢性肝損傷后的肝臟纖維化使得胞外基質(zhì)的組成因基質(zhì)合成與降解速率的不平衡在性質(zhì)與數(shù)量上發(fā)生改變。胞外基質(zhì)因纖維間隔加厚以及交聯(lián)的增加而進展性地變得不溶及耐受蛋白酶的消化?;|(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)又名基質(zhì)素,是降解胞外基質(zhì)膠原蛋白與非膠原蛋白底物的主要鈣依賴酶家族,是一個被嚴謹調(diào)控的包含25個成員的蛋白家族,且在傳統(tǒng)上根據(jù)其底物特異性分為5個類別:間質(zhì)膠原酶、明膠酶、基質(zhì)裂解素、質(zhì)膜型與金屬彈性酶(表格3)。MMP在幾個水平上被調(diào)控,以嚴格調(diào)控胞外基質(zhì)的翻轉(zhuǎn)與持久變形。MMP以無活性的酶原形式分泌,受到復(fù)雜的轉(zhuǎn)錄控制并被內(nèi)源性蛋白酶抑制因子家族TIMP調(diào)控(圖7)。4個TIMP家族
44、成員可與MMP的活性位點可逆結(jié)合,并對特異的MMP有不同的親和力。因而,TIMP家族通過拮抗金屬蛋白酶的活性在阻止肝損害后基質(zhì)聚集降解方面起到重要的作用。TIMP-1也有拮抗肝星狀細胞凋亡的效果:其能阻止損害期間肝星狀細胞的清除并通過誘導(dǎo)B細胞淋巴瘤-2蛋白(Bcl-2)促進肝星狀細胞的生存。肝星狀細胞是MMP的關(guān)鍵來源,尤其是MMP-2、-3、-9與-13。肝巨噬細胞也調(diào)控基質(zhì)變形并在肝纖維化消除期間通過增加MMP-13產(chǎn)生而在基質(zhì)降解中起到?jīng)Q定性的作用。在大鼠急性肝損害中,MMP與TIMP的表達都在幾小時內(nèi)增加,單劑量CCl4處理后,可檢測到MMP-13、MMP-2、MMP-9、MMP-3
45、、MMP-10、TIMP-1與TIMP-2的增加。在恢復(fù)期,除了MMP-2與TIMPs所有這些蛋白都快速減少。然而在人類慢性肝病與肝纖維化動物模型中,MMP-1/-13的水平不發(fā)生變化,但是當纖維化進展TIMP-1與TIMP-2有進展性的增加。肝損害之后很快且在膠原蛋白原I誘導(dǎo)之前就可檢測到TIMP的表達。肝纖維化可逆性的機制動物模型對于纖維化進展基礎(chǔ)機制的研究以及新的抗纖維化治療技術(shù)的進展仍然至關(guān)重要。最標準化的模型是嚙齒類動物(小鼠與大鼠)。小鼠模型更具性價比,因為它們只需更小量的治療劑。膽管閉鎖與CCl4處理是纖維化進展與消除經(jīng)過良好驗證的模型。在膽腸吻合術(shù)反轉(zhuǎn)膽汁阻塞與停止CCl4處理
46、后四到六周后可以觀察到自發(fā)性的纖維化消除。纖維化消除機制的分析需要應(yīng)用超過一個模型,以確保研究結(jié)果不是模型特異的假象。肝硬化反轉(zhuǎn)的實驗證據(jù)已在一個12周CCl4損害模型中被嚴格描述。緊隨停止毒物處理,肝臟病理研究揭示了大結(jié)節(jié)與小結(jié)節(jié)硬化的共存。小結(jié)節(jié)硬化被大結(jié)節(jié)硬化進展性替代,這樣的過程可持續(xù)到肝損傷后一年。相似的結(jié)果也在膽管阻塞模型中獲得。自發(fā)性肝纖維化消除得到最好驗證的解釋就是肝肌成纖維細胞(MF)的凋亡。盡管這一反應(yīng)已經(jīng)在嚙齒動物模型(大鼠CCl4與膽管閉鎖誘導(dǎo)肝纖維化模型)中被很好地報道,但在人類疾病中的證據(jù)還很有限。另外,人類MF與嚙齒動物細胞相比有較高的Bcl-2水平因此更少受凋亡
47、的影響。肌成纖維細胞(MF)凋亡的調(diào)控由于從生存向凋亡模式的轉(zhuǎn)換是纖維化消除期間纖維形成原MF清除的關(guān)鍵,深入的研究探索了其機制。例如,NF-B通過維持抗凋亡的Bcl-2的表達以及抑制片p53的JNK激活阻止凋亡,進而抑制Bax與PUMA表達。NF-B信號轉(zhuǎn)導(dǎo)涉及一組調(diào)節(jié)炎癥、自然與獲得性免疫、創(chuàng)傷愈合反應(yīng)與細胞生存的二聚體轉(zhuǎn)錄因子家族。p50、p52、p65、ReIB與cReI分子是通常形成二聚體并作為轉(zhuǎn)錄激活因子作用的NF-B的五個亞單位。鑒于其在阻止MF凋亡中的核心作用,稍為詳細的關(guān)于NF-B信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的概述在此是有意義的。NF-B激活可以通過至少經(jīng)典與非經(jīng)典兩條信號轉(zhuǎn)導(dǎo)路線發(fā)生。在經(jīng)典通
48、路,具轉(zhuǎn)錄活性的NF-B是p65:p50的異二聚體,然而在胞漿中其與抑制蛋白IB結(jié)合而保持不激活狀態(tài)。不同的激活因子(TNF-、LPS)可以磷酸化IB并將其移除,從而允許IB轉(zhuǎn)位至核內(nèi)并啟動轉(zhuǎn)錄。當NF-B結(jié)合至其同源啟動子,能誘導(dǎo)IB表達以作為一個自調(diào)控機制防止NF-B的持續(xù)激活。盡管NF-B蛋白在靜止肝星狀細胞中也表達,但在細胞激活期間活化NF-B的轉(zhuǎn)錄水平急劇增加,由于兩個原因這一點很重要:(a)可誘導(dǎo)炎癥原與纖維形成原基因(IL-6、IL-8、MCP-1與ICAM1)的表達,(b)可引發(fā)對抗凋亡。盡管NF-B的自調(diào)控能力可誘導(dǎo)IB基因的表達,但肝星狀細胞的激活矛盾地與由轉(zhuǎn)錄抑制因子CB
49、F1及MeCP2介導(dǎo)的對IB持續(xù)抑制有關(guān)。其他分子也涉及MF的凋亡與生存。例如,F(xiàn)XR通過誘導(dǎo)短鏈異二聚體伴侶分子,一種與JunD相互作用的核受體從而阻止FXR與TIMP-1啟動子結(jié)合而促進凋亡。C/EBP當其127位蘇氨酸被調(diào)控分子RSK磷酸化經(jīng)卡斯帕斯酶(Casepase)-8激活來誘導(dǎo)凋亡。內(nèi)源性類大麻素可以刺激或抑制肝纖維化,取決于哪個受體(CB1或CB2)被結(jié)合。如上所述,CB1-/-小鼠能抵抗CCl4、硫代乙酰胺、膽管閉鎖誘導(dǎo)的肝纖維化,并顯示了高比率的MF凋亡。此外,CB2刺激通過誘導(dǎo)胞內(nèi)氧化物應(yīng)激誘導(dǎo)MF凋亡。神經(jīng)生長因子哺乳動物神經(jīng)營養(yǎng)因子家族的成員可通過抑制NF-B促進人類
50、黑色素細胞凋亡。HGF在體內(nèi)外促進人類黑色素細胞凋亡并抑制PDGF刺激的增殖。其他抗纖維化效果歸因于TGF-的抑制與表達MMP的骨髓衍生細胞募集的減少。脂連蛋白可抑制MF的增生并刺激其凋亡。這一抗纖維效果現(xiàn)在部分歸因于在AMPK活化中抑制NF-B激活與RSK磷酸化的脂連蛋白下游作用。與脂連蛋白相反,瘦素蛋白促進肝星狀細胞的生存,因而是抗凋亡與纖維形成的信號。表達NKG2D與TRAIL的NK細胞盡管不能殺傷靜止肝星狀細胞,但能直接誘導(dǎo)MF凋亡。有趣的是,乙醇可通過阻止NK細胞的促凋亡活性取消其抗纖維化效果。胞外基質(zhì)的成分也能參與纖維化消除過程與黑色素細胞的凋亡。例如,整合蛋白32的裂解增加Bax
51、/Bcl2比率并增加卡斯帕斯酶(Casepase)-3活化,引發(fā)人類黑色素細胞凋亡。肝星狀細胞與肌成纖維細胞衰老活化的肝星狀細胞衰老可限制對組織損害的纖維形成反應(yīng)。細胞衰老是細胞周期阻滯的穩(wěn)定形式,由進展性的端??s短與DNA損傷反應(yīng)介導(dǎo)。衰老的肝星狀細胞可由-半乳糖苷酶、p53、p21與p16的表達以及基質(zhì)生成的下調(diào)與基質(zhì)降解酶的上調(diào)來表征(圖7)。免疫系統(tǒng)尤其是NK細胞在衰老細胞的清除中起重要作用。盡管衰老的肝星狀細胞對凋亡更敏感,但這一細胞類型的凋亡與衰老之間的功能及調(diào)控關(guān)系仍然不清楚。結(jié)束語對于慢性肝損傷的纖維化反應(yīng)取決于肝臟駐留與募集細胞。纖維形成細胞群的特征、其可塑性與多能性的證據(jù)以
52、及其與炎癥細胞相互作用的特征將引導(dǎo)我們對此疾病認知的重要進展。在描述肝纖維化進展與消除的細胞與分子生物學(xué)、纖維形成途徑以及遺傳決定因子方面已經(jīng)有重要的進展。除了這些弄清背后機制的實質(zhì)進展,我們當前的任務(wù)是將這些發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化為有效與具針對性的治療技術(shù)進展,這將改變慢性纖維化疾病的發(fā)展歷史。要點1、 肝纖維化是肝臟對于任何慢性與急性肝損傷的創(chuàng)傷愈合反應(yīng)。2、 纖維化反應(yīng)的持續(xù)可導(dǎo)致終末期肝病、肝硬化以及肝細胞癌,其發(fā)生率在世界范圍內(nèi)正持續(xù)上升。3、 由于在肝損傷后激活并產(chǎn)生胞外基質(zhì),肝星狀細胞是肝纖維化的關(guān)鍵效應(yīng)因子。但其他參與肝臟瘢痕生成的細胞來源也被確定。4、 肝纖維生成是一個復(fù)雜、嚴謹調(diào)控的過程
53、,其中遺傳決定因子與免疫系統(tǒng)發(fā)揮了重要的作用。圖1不同原發(fā)肝病纖維化模式的顯微圖譜(a)自身免疫性肝炎,門脈-中心靜脈橋接壞死。(b)慢性丙型病毒性肝炎,三色染色法顯示門脈-中心纖維間隔與結(jié)節(jié)形成。(c)急性酒精性肝炎,肝細胞外的胞外基質(zhì)沉著(所謂的雞籠模式)與肝細胞氣球樣變性。(d)非酒精性脂肪性肝炎,三色染色法顯示大泡脂肪變性與細胞周纖維化。(e)膽汁性肝硬化,門脈-門脈纖維間隔與膽小管增生。a 正常肝臟b 纖維化肝臟纖維形成膠原蛋白(I、III、V型)基底膜膠原蛋白(IV、VI型)糖結(jié)合物(層粘蛋白、黏多糖、肌腱蛋白)圖2肝纖維中的基質(zhì)與細胞轉(zhuǎn)化。正常肝實質(zhì)包含上皮細胞(肝細胞)與非實質(zhì)細胞:有孔的肝竇內(nèi)皮,肝星狀細胞(HSCs)與枯否氏細胞(KFs)。(a)肝竇與肝細胞被局限于狄氏隙的低密度基底膜樣基質(zhì)隔開,確保代謝交換。肝受損后,肝星狀細胞活化并分泌大量胞外基質(zhì)(ECM),導(dǎo)致進展性的間隔加厚。(b)胞外基質(zhì)在狄氏隙的沉著導(dǎo)致內(nèi)皮小孔與肝細胞微絨毛損失,從而引發(fā)門脈血流與肝細胞正常雙向代謝交換受阻以及門脈高壓的發(fā)展。圖3胞外基質(zhì)的來源。肝纖維化以具收縮性與纖維生成的肌成纖維細胞(MFs)增生為特征。最初的并被最好描述的MF來源是肝星狀細胞的激活;其他細胞也可能轉(zhuǎn)分化成為MF細胞,盡管它們對人類肝病的確切作用還不清楚。這些細胞包括骨髓衍生
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