細胞外基質(zhì)與器官纖維化

細胞外基質(zhì)與器官纖維化2023/4/161第1頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二器官間質(zhì)：廣泛存在于實質(zhì)細胞之間，是細胞產(chǎn)物，在細胞密集的組織中細胞間質(zhì)較少，在細胞較分散的組織中，細胞間質(zhì)較多。通稱纖維結(jié)締組織。

實質(zhì)2023/4/162第2頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二

第一節(jié)

細胞外基質(zhì)（ExtracellularMatrix,ECM）的組成及其代謝和功能2023/4/163第3頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二ECM結(jié)構(gòu)：是由蛋白質(zhì)和碳水化合物組成的復(fù)合物。細胞外基質(zhì)一般包括膠原、非膠原糖蛋白及蛋白多糖ECM功能：不僅起支架作用，而且對調(diào)控細胞粘附，增殖，分化和表型。在創(chuàng)口愈合和腫瘤發(fā)生等病理過程有重要作用

2023/4/164第4頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二

一膠原（Collagen）

膠原分類膠原是多數(shù)組織中ECM的主要成分，目前已發(fā)現(xiàn)至少19種基因序列不同的膠原膠原分類:一、按其發(fā)現(xiàn)的順序;分別命為：Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型……其中ⅠⅢⅣVⅥ幾乎遍及所有結(jié)締組織。二、按分布及部位：間質(zhì)性膠原、基膜膠原、細胞間膠原三、按形態(tài)結(jié)構(gòu)：束狀膠原、網(wǎng)狀膠原、微絲狀膠原、錨樣細絲膠原2023/4/165第5頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二膠原基本結(jié)構(gòu)膠原基本結(jié)構(gòu)單位是原膠原分子，后者由三條相同或不相同的a肽鏈組成，具有一段螺旋結(jié)構(gòu)。肽鏈的氨基酸序列G-X-Y重復(fù)順序，其中G（甘氨酸）約占1/3，與形成螺旋結(jié)構(gòu)有關(guān)；另二種（X和Y）以脯氨酸和羥脯氨酸為多（附圖1）。2023/4/166第6頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二圖1膠原結(jié)構(gòu)模式

2023/4/167第7頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二根據(jù)膠原的形態(tài)和結(jié)構(gòu)特點及分布，

一般可分為三類

①間質(zhì)膠原又稱纖維膠原②基膜膠原即Ⅳ型膠原③細胞外膠原2023/4/168第8頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二間質(zhì)膠原又稱纖維膠原分布于細胞和組織之間，以多聚的纖維束形式存在，作為組織和器官的主要支架。Ⅰ、Ⅲ型膠原廣泛分布于多種組織結(jié)締組織中為器官內(nèi)主要膠原。Ⅱ型膠原存在于軟骨內(nèi)。2023/4/169第9頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二基膜膠原(Ⅳ型膠原)Ⅳ型膠原大多存在于基膜內(nèi)。Ⅳ型膠原的聚合成網(wǎng)狀以及柔順易彎的特性。Ⅳ型膠原與ECM的另一些成分層連蛋白（Ln)及硫酸肝素共同組成的基膜結(jié)構(gòu)。2023/4/1610第10頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二細胞外膠原

V型膠原:V型膠原為細纖維，組織內(nèi)分布廣泛，與其他膠原伴存.，功能：

1.有連接其它膠原的作用；使纖維長度和寬度增加，并提高其抗降解力。

2.V型膠原圍繞細胞作為其外骨架；

3.在內(nèi)皮細胞表面則有抗凝血作用。

2023/4/1611第11頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二Ⅵ型膠原:Ⅵ型膠原為鏈樣大分子。電鏡下Ⅵ型膠原為細纖維，存于多數(shù)結(jié)締組織中。

功能：在細胞和纖維性基質(zhì)間起橋梁及粘附作用。2023/4/1612第12頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二、 彈力纖維 彈力纖維為無定形纖維，它與膠原纖維互相纏繞，在大動脈可占50%，是動脈主要成分之一，使動脈具有收縮性

.完整的彈力膜可防止LDL進入血管壁并抑制平滑肌細胞增殖

2023/4/1613第13頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二二非膠原糖蛋白NoncollagenousGlycoproteins 是一類高度交聯(lián)糖蛋白，溶解度很低，對細胞及ECM的其他成分有特異性粘附作用。非膠原糖蛋白種類很多，目前研究較清楚的有纖維連接蛋白(Fn)及基膜連接蛋白(Ln)2023/4/1614第14頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二纖維連接蛋白fibronectin(Fn)有多個功能區(qū)，可分別與多種物質(zhì)結(jié)合發(fā)揮效應(yīng)：①與纖維蛋白結(jié)合，對血凝和創(chuàng)傷愈合是重要的；②與膠原結(jié)合，尤其是與變性的Ⅰ型膠原（明膠）親和性最高；③與肝素結(jié)合，從而連系ECM中的蛋白多糖并藉此調(diào)節(jié)與細胞表面相接觸；④與細胞結(jié)合，主要由Fn分子的RGD（Arg-Gly-Asp）氨基酸序列與細胞相應(yīng)受體結(jié)合，形成細胞內(nèi)外復(fù)合體，使細胞骨架纖維與細胞外基質(zhì)相連，影響細胞游走、吞噬生長和分化。2023/4/1615第15頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二

2、基膜連接蛋白或稱層連蛋白（Laminin,Ln）：Ln是基膜中主要的非膠原糖蛋白，Ln與同類分子相連也可與Ⅳ型膠原和硫酸類肝素相連功能：具有復(fù)雜的生物學功能，如調(diào)控細胞粘附，增殖，分化和表型。在體外Ln可促進軸突生長，神經(jīng)元存活及細胞移行。2023/4/1616第16頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二近幾年還陸續(xù)發(fā)現(xiàn)和報道的連接糖蛋白主要有：①玻連蛋白（vitronectin,Vn）廣泛存在于血液和多種組織，為一種多功能黏附糖蛋白。VN在止血過程中有廣泛作用②細胞粘合素tenascin(Tn)，又稱腱蛋白，廣泛存在于神經(jīng)組織、骨、軟骨、結(jié)締組織及上皮周圍。功能不清楚，有抗黏附作用③粗纖維調(diào)節(jié)素（undulinUd）；又稱波形蛋白，其結(jié)構(gòu)與FN相似，分布于全身結(jié)締組織中④血小板反應(yīng)蛋白（thrombospondin,Ts）；又稱血酸黏附素，能影響內(nèi)皮細胞的黏附、運動、增殖，是一種有效的內(nèi)源性血管生成抑制因子2023/4/1617第17頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二三、蛋白多糖

（protoglycamPG）蛋白多糖是由一個核心蛋白作骨架與胺基多糖(Glycosaminoglycan,GAG)側(cè)鏈共價結(jié)合形成的生物大分子物質(zhì)，它們與膠原一起分布于細胞外基質(zhì)和基底膜上，同時也分布于細胞膜上。2023/4/1618第18頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二蛋白多糖包括透明質(zhì)酸（Hyaluronicacid,HA)硫酸乙酰肝素（HeparanSulfateHS）硫酸皮膚素（DermatanSulfateDS）硫酸軟骨素(ChondroitinSulfateCS)硫酸角質(zhì)素(KeratansulfateKS)2023/4/1619第19頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二透明質(zhì)酸（Hyaluronic

acid,HA)HA廣泛存在于ECM中，是一個高度含水巨大的蛋白多糖聚體。HA主要由間質(zhì)細胞合成功能:(1)促進細胞增殖，遷移參與，胚胎發(fā)生發(fā)育過程。

(2)在創(chuàng)口愈合和腫瘤發(fā)生等病理過程有重要作用

2023/4/1620第20頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二硫酸乙酰肝素（HeparanSulfateHS）是基膜主要成分之一，它與多種生物效應(yīng)分子（生長因子及受體，ECM蛋白，黏附分子）互相作用，參與調(diào)節(jié)細胞增殖、分化、黏附及轉(zhuǎn)移等2023/4/1621第21頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二硫酸皮膚素（DermatanSulfateDS）DS與CS部分相似，所不同在結(jié)構(gòu)上，。功能：主要有抗凝血和抗血酸的活性，此外還有滋潤皮膚，保護水分的作用2023/4/1622第22頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二硫酸軟骨素(ChondroitinSulfateCS)主要分布軟骨、骨、肌膜、韌帶和血管中，CS在體內(nèi)很少游離存在，而是與蛋白質(zhì)共價鍵形成PG大分子。功能：CS可促進膠原纖維的形成和穩(wěn)定，除此CS有抗凝作用，保護和修復(fù)神經(jīng)元，CS有抗腫瘤作用，有抗氧化自由基作用2023/4/1623第23頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二硫酸角質(zhì)素(KeratansulfateKS)在大的PG聚合體中，含量較高，隨著聚合體的破壞，KS下降，CS上升。2023/4/1624第24頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二總之，膠原、粘連糖蛋白，蛋白多糖在細胞外形成網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，與細胞密切接觸，通過細胞表面的受體、細胞骨架、乃至細胞核相聯(lián)系，提供微環(huán)境中的信息傳遞，影響細胞生長、分化等生理功能。

2023/4/1625第25頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二第二節(jié)組織內(nèi)ECM的生成和降解

一、ECM的合成

二、ECM的檢測方法

三、ECM的生成細胞

四、ECM形成的重要的調(diào)節(jié)因子

2023/4/1626第26頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二一、ECM的合成

三類ECM成分的合成過程雖有所差別，但開始都是在細胞內(nèi)以相應(yīng)的遺傳基因為模板經(jīng)翻譯和轉(zhuǎn)錄合成多肽后，分泌至細胞外，并在細胞內(nèi)或細胞外經(jīng)歷一系列加工、修飾而成。如膠原的生成細胞內(nèi)過程,前膠原DNA——(翻譯)_前膠原mRNA——(轉(zhuǎn)錄)前膠原———(羥化和糖基化)多肽細胞外過程,多肽經(jīng)分泌小泡分泌到細胞外————(去端肽和交聯(lián))-------膠原原分子——肽鏈邦

2023/4/1627第27頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二

2023/4/1628第28頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二二ECM檢測方法ECM的檢測方法很多1.免疫組化:可以針對ECM各種成分的抗體作免疫組化染色2.原位分子雜交:用相應(yīng)肽類成分的核酸探針，標以同位素或非同位素（如地高辛配基生物素）作原位分子雜交，結(jié)合光鏡及電鏡觀察，作出ECM的細胞及亞細胞水平的定位3.細胞體外培養(yǎng):組織可經(jīng)梯級離心,把檢測組織分離出各種細胞，分別作體外培養(yǎng)。2023/4/1629第29頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二為了區(qū)分各種ECM成分的不同型別，目前多采用免疫組化手段。由于組織內(nèi)ECM無處不在，且常多種成分同時伴存，而基質(zhì)的免疫原性又差，為避免型間交叉和非特異著色。必須選用抗同一類型抗原，采用不同抗原決定簇的單克隆抗體，結(jié)合適當?shù)娜旧椒?，才能滿意地顯示，

2023/4/1630第30頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二三、ECM的生成細胞

在不同器官產(chǎn)生ECM的生成細胞不盡相同。ECM產(chǎn)生不僅來原于實質(zhì)細胞，更重要是間質(zhì)細胞.(主要是成纖維細胞.，單核巨噬細胞，肥大細胞，效應(yīng)細胞如肝—星狀細胞，腎—系膜細胞，血管—平滑肌細胞等)。2023/4/1631第31頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二四、纖維化形成中的重要調(diào)控因子

在正常情況下,ECM有合成過程，也有降解過程.在ECM合成過程中，有些因子起著促進作用,有些因子起著抑制作用,這些調(diào)控ECM合成或降解的因子有二類

（一）細胞因子（二）蛋白酶細胞外基質(zhì)逆轉(zhuǎn):

基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP）及基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑（TIMP）。2023/4/1632第32頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二

（一）細胞因子細胞因子（cytokine)是由細胞分泌的具有生物活性的低分子蛋白，在個體細胞間起著信息傳遞作用。細胞因子對細胞的增殖，分化及功能均有調(diào)節(jié)作用。2023/4/1633第33頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二細胞因子具有以下特點：①.它們由多種細胞產(chǎn)生，經(jīng)自泌、旁泌機制在其產(chǎn)生部位發(fā)揮作用。②.血液中及細胞內(nèi)的細胞因子，一般在進入組織后經(jīng)酶解或生物轉(zhuǎn)化，形成活性因子才能發(fā)揮作用。③.細胞因子通過與細胞表面的相應(yīng)受體結(jié)合而產(chǎn)生效應(yīng)。④.常為多種因子先后或同時共同作用，相互協(xié)同或拮抗。⑤.組織內(nèi)活性因子的半衰期很短。2023/4/1634第34頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二

促ECM生成細胞因子:

促ECM生成有關(guān)的細胞因子很多

1.白細胞介質(zhì)（IL）

2.腫瘤壞死因子（TNF）

3.各種生長因子（轉(zhuǎn)化生長因子(TGF-β)，血小板源性生長因子(PDGF)，纖維細胞生長因子(FGF)，VEGF，IGF，EGF等2023/4/1635第35頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二1轉(zhuǎn)化生長因子β1

（TGF-β1主要由血小板單核巨噬細胞和淋巴細胞,在組織中主要來自非實質(zhì)性細胞,(如成纖維細胞，肝臟Kupffer細胞，腎臟的系膜細胞，肺泡巨噬細胞等)，特別在炎癥和細胞壞死情況下轉(zhuǎn)錄增強。2023/4/1636第36頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二TGFβ在纖維化中的作用1纖維化的啟動和激活，TGFβ一方面促進局部炎癥反應(yīng)，另一方面促進成纖維細胞和間質(zhì)細胞增殖分化，使ECM大量沉積

2促進肝星狀細胞增殖活化2023/4/1637第37頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二2、血小板源性生長因子（PDGF）

PDGF生物學特性：1促進間質(zhì)細胞分裂和增殖

2對間質(zhì)細胞有趨化反應(yīng)，對損傷組織的修復(fù)有重要作用

3誘導(dǎo)ECM的成分的合成除此對組織的修復(fù),,胚胎的發(fā)育和發(fā)生，腫瘤形成,動脈粥樣硬化都有重要影響2023/4/1638第38頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二PDEF來源已知血小板，血循環(huán)中單核細胞能產(chǎn)生PDGF除此,單核巨噬細胞激活血管內(nèi)皮細胞，成纖維細胞，受損的平滑肌細胞均可產(chǎn)生2023/4/1639第39頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二3白細胞介素家族

（InterleukinIL）白細胞介素是一種單核因子，可促進小鼠胸腺細胞的PHA的有絲分裂反應(yīng)，其初命名為淋巴細胞激活因子，1979年國際統(tǒng)一命名為白細胞介素IL是細胞因子中種類最多的一組，至今已發(fā)現(xiàn)12種，與ECM形成有關(guān)的IL有：IL1,IL6(促進作用),IL10,(抑制作用)2023/4/1640第40頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二IL1的來源IL-I包括IL-1a-及IL1β兩個多肽形式由局部浸潤單核巨噬細胞與淋巴細胞釋放,除此以外，成纖維細胞，平滑肌細胞，內(nèi)皮細胞，上皮細胞在某些條件下也可產(chǎn)生2023/4/1641第41頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二IL-I作用：除免疫調(diào)節(jié)外，在纖維化發(fā)生發(fā)展過程中起促進作用。1.刺激纖維細胞及肝臟星狀細胞合成ECM。2.IL-1刺激MCP-1（單核巨噬細胞趨化肽-1）使單核巨噬細胞趨化并激活。2023/4/1642第42頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二IL-6：IL-6又稱肝細胞刺激因子，在體內(nèi)主要淋巴樣細胞產(chǎn)生，成纖維細胞也可產(chǎn)生，具有廣泛生物學活性作用：除免疫調(diào)節(jié)外，可促進多種細胞增殖，。

2023/4/1643第43頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二4、腫瘤壞死因子

(TNF-a)：19世紀末人們就發(fā)現(xiàn)某些腫瘤患者感染細菌或注射細菌毒素混合物，會使腫瘤出血壞死，當時人們認為細菌內(nèi)毒素導(dǎo)致的效應(yīng)，1985年把這種有巨噬細胞產(chǎn)生的細胞因子稱腫瘤壞死因子腫瘤壞死因子主要由單核巨噬細胞和淋巴細胞產(chǎn)生的一種多肽,它不僅參與介導(dǎo)抗腫瘤，免疫調(diào)節(jié)，炎癥反應(yīng)和組織損傷等病理生理過程，也參與組織損傷的修復(fù)和結(jié)締組織代謝的調(diào)節(jié)。近年來對TNF-a在纖維化的過程中的作用受到廣泛重視。2023/4/1644第44頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二TNF-a在纖維化形成中的作用TNF-a在纖維化形成中的作用是復(fù)合作用，早期以促進成纖維樣細胞激活、增殖為特征，從而具有促進纖維化形成作用,中、后期則表現(xiàn)為一定的抑制膠原合成的作用，并具有一定的抗纖維化的特征。2023/4/1645第45頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二此外促進組織內(nèi)膠原形成還有EGF、TGF-aFGF、IGF等?？傊诮M織炎癥損傷后，組織內(nèi)多種細胞分泌細胞因子，它們相互作用形成網(wǎng)絡(luò)狀參與調(diào)節(jié)間葉細胞活化或信號間傳遞。最終引起ECM合成增加，纖維化的發(fā)生。2023/4/1646第46頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二

、抑制ECM形成的細胞因子

1、γ干擾素(interferons-γ,IFN-γ)2、維生素E(VitE)3、白細胞介素10（IL10）2023/4/1647第47頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二（1）γ干擾素（IFN-r）

IFNγ的來源:由抗原特異性淋巴細胞和NK細胞產(chǎn)生，具有高度生物活性的細胞因子，也是重要免疫調(diào)節(jié)因子2023/4/1648第48頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二IFNr的生物特性;除了免疫調(diào)節(jié)作用以外，在纖維化的過程中，是一種抑制ECM形成的重要因子①對膠原等ECM基因轉(zhuǎn)錄,翻譯后修飾有抑制作用②對纖維化細胞的增殖有抑制作用.

2023/4/1649第49頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二（2）維生素E（VITE）維生素E是脂溶性維生素,2023/4/1650第50頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二VITE,最重要的作用是阻斷自由基鏈反應(yīng)的，故能去除自由基。VITE在細胞膜上最豐富。2023/4/1651第51頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二（3）白細胞介素10（IL10）IL10主要由Th2產(chǎn)生，單核巨噬細胞,，肝kupffer細胞，肝星狀細胞均可產(chǎn)生。功能:除免疫以調(diào)節(jié)功能外，IL10是重要的抗纖維化因子，具有抑制ECM的合成2023/4/1652第52頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二ECM蛋白與其他類型蛋白一樣，有合成過程，也有降解過程，ECM降解都是有由酶來催化，這種蛋白酶類屬于金屬鋅離子依賴性內(nèi)肽酶，故稱基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs),同樣在機體內(nèi)分泌另一種拮抗MMPs的酶，稱組織蛋白酶抑制劑(TIMPs)

（二）細胞外基質(zhì)逆轉(zhuǎn)

2023/4/1653第53頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs）MMP是一組金屬鋅離子依賴性內(nèi)肽酶，包括多種結(jié)構(gòu)相似,能夠消化基質(zhì)和膠原的酶，目前致少克隆了結(jié)18種。根據(jù)結(jié)構(gòu)及能夠消化的底物不同,主要分為三組，MMP1、MMP2、MM3。2023/4/1654第54頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二所有MMP均具有以下共同特點①.鋅為酶活性必須的輔助因子②.均含有2個Ca+參與酶活性，并為酶活性的穩(wěn)定必備③.均以酶原形式分泌在細胞內(nèi)外或細胞表面發(fā)揮酶解作用④.通過蛋白分解去除氨基酸末端而激活⑤.被TIMP特異性抑制。2023/4/1655第55頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二幾種常見MMP來源及作用：MMP1（間質(zhì)膠原酶及中性粒細胞膠原酶）作用底物是間質(zhì)性膠原（膠原Ⅰ、Ⅱ、III），也作用于膠原Ⅶ、Ⅹ及明膠。

MMP1來源:中性粒細胞及一些器官的間質(zhì)細胞（如肝的星狀細胞）。2023/4/1656第56頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二MMP2（Ⅳ型膠原酶或明膠酶A）

1作用:MMP2底物是Ⅳ膠原,變性的膠原（明膠）和Ⅳ、Ⅴ膠原，對Fn也有一定作用。

2來源:主要來自器官各種間質(zhì)細胞（肝星狀細胞，腎系膜細胞等）合成。亦來自血內(nèi)中性白細胞和巨噬細胞2023/4/1657第57頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二MMP3（又稱基質(zhì)溶介素）MMP3作用較廣泛，主要作用于蛋白多糖，非膠原糖蛋白FnLn。

2023/4/1658第58頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二MMP對ECM降解機制：1水介GLY-IIC或Leu的多肽，2從而使膠原分子的三條螺旋解旋，當膠原分子三條多肽某一條肽鏈膠原酶切斷后，其余二條肽鏈即發(fā)生變性，。3被中性蛋白酶和溶酶體等蛋白酶近一步降解消化。2023/4/1659第59頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二

組織金屬蛋白酶抑制劑(TIMP)

MMP和TIMP產(chǎn)生于同一細胞，在正常情況下MMP/TIMP處于平衡狀態(tài)，相互調(diào)控。在病理情況下，MMP/TIMP發(fā)生失控，引起疾病或ECM沉積，導(dǎo)致器官纖維化。2023/4/1660第60頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二TIMP是一種特異性抑制MMP活性的糖蛋白，它的家族有四個成員即TIMP—1,TIMP—2,TIMP3及TIMP—4。不同的TIMP的作用有差別，但基本功能能特異性抑制MMP酶的活性2023/4/1661第61頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二TIMP的生成TIMP主要由巨噬細胞和間質(zhì)細胞所產(chǎn)生，廣泛存在于組織和液體中，能被多種細胞因子誘導(dǎo)產(chǎn)生和調(diào)節(jié)。2023/4/1662第62頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二TIMP對MMP的抑制作用機制

1阻止MMP酶原活化，

2TIMP與活化的MMP直接形成1：1復(fù)合體，從而抑制其活性。2023/4/1663第63頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二總之ECM的降解和吸收受著多方面的調(diào)節(jié)，特別是MMP和TIMP相互拮抗作用.MMP和TIMP來自同一細胞，只有MMP濃度超過TIMP時，ECM才能被降介。

2023/4/1664第64頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二

器官纖維化器官纖維化是臨床上常見的一種病理狀態(tài)，是創(chuàng)傷，感染，炎癥、血液循環(huán)障礙及免疫反應(yīng)等多種機體內(nèi)外致病因素作用下，以ECM異常沉積為特征的各種疾病的不良結(jié)局。目前，有關(guān)器官纖維化的形成機制尚不清楚，臨床上更是缺乏有限的早期診斷方法和治療手段2023/4/1665第65頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二第一節(jié)肝纖維化（hepaticFibrosis）

肝纖維化是指肝內(nèi)纖維結(jié)締組織異常增生，多繼發(fā)于持續(xù)性損傷及炎癥后組織修復(fù)過程中，肝纖維化已成為醫(yī)學上研究的熱點。2023/4/1666第66頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二

輕度的肝纖維化稱纖維肝(fibroticliver)，重度的且伴有再生結(jié)節(jié)的假小葉形成，則稱肝硬變（Cirrhosisofliver）。肝纖維化是慢性肝病最重要的特征，也是慢性肝病近一步發(fā)展惡化的重要原因

2023/4/1667第67頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二圖3肝纖維化2023/4/1668第68頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二圖4肝纖維化2023/4/1669第69頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二圖5肝硬化（表面）2023/4/1670第70頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二圖6肝硬化（表面）2023/4/1671第71頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二圖7肝硬化（切面）2023/4/1672第72頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二2023/4/1673第73頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二2023/4/1674第74頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二2023/4/1675第75頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二二肝纖維化的病因:肝纖維化的病因很多，病毒性肝炎、慢性酒精中毒、肝內(nèi)外膽汁淤積，藥物及毒物的慢性中毒、某些先天或后天的代謝性疾病、血吸蟲病，都可成為肝纖維化的始動因素。一般來說，在西方國家以慢性酒精中毒為主，在我國則以乙型和丙型病毒性肝炎為最常見，2023/4/1676第76頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二

三纖維化時肝內(nèi)ECM的變化

，（1.）膠原含量的改變：膠原含量可高于正常5倍—10倍，ⅠⅢ型膠原明顯增多（2.）膠原分布的改變：纖維化時肝內(nèi)間質(zhì)性膠原不僅

聚集于匯管區(qū)，而且出現(xiàn)于小葉內(nèi)形成纖維間隔,Ⅲ、

V型膠原還可出現(xiàn)于血竇周圍間隙和Disse間隙內(nèi).

有所增多。2023/4/1677第77頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二第78頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二圖9正常肝小葉模式（立體）

（2.）膠原分布的改變：纖維化時肝內(nèi)間質(zhì)性膠原不僅聚集于匯管區(qū)，而且出現(xiàn)于小葉內(nèi)形成纖維間隔,Ⅲ、V型膠原還可出現(xiàn)于血竇周圍間隙和Disse間隙內(nèi).纖維化時肝內(nèi)Ⅳ和Ⅵ型膠原在血竇、匯管區(qū)等處均有所增多。2023/4/1679第79頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二

2.非膠原糖蛋白的改變：Fn:Fn在肝纖維化形成中相當活躍，往往在肝臟受損早期即明顯增多，當肝硬化活動進展時,小葉內(nèi)肝細胞壞死處又出現(xiàn)新的Fn沉積,2023/4/1680第80頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二Ln:Ln在正常肝內(nèi)存在于血管和膽管的基膜內(nèi)，肝竇內(nèi)皮下Disse隙內(nèi)并無Ln，但在肝纖維化時，不僅纖維間隔有Ln，血竇內(nèi)也有Ln沉積，Ln與增多的Ⅳ型膠原共同形成基膜，導(dǎo)致血竇毛細血管化，嚴重地影響肝細胞與血液之間的交換。且因Disse隙內(nèi)過多ECM沉積，使血竇受壓，是門脈高壓的原因之一。2023/4/1681第81頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二3蛋白多糖：肝纖維化時GAG總量也大大增加，可以為正常5倍—10倍.其中增加最多的是透明質(zhì)酸(HA),硫酸膚質(zhì)（DS）和硫酸軟骨素（CS）。

2023/4/1682第82頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二2023/4/1683第83頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二四、肝臟膠原蛋白細胞來源肝內(nèi)纖維性結(jié)締組織主要來源于兩方面。1.匯管區(qū)的成纖維細胞2.另一面來源于肝小葉內(nèi)實質(zhì)細胞(肝細胞、膽管上皮細胞)及非實質(zhì)細胞(竇內(nèi)皮細胞,Kupffer細胞,肝星狀細胞).總的說來，肝內(nèi)各種細胞都參與ECM的生成，Kupffer細胞本身并不合成ECM，而在ECM生成過程中起重要的調(diào)節(jié)作用。能直接合成并分泌ECM的細胞有肝星狀細胞、竇內(nèi)皮細胞、肝細胞、膽管上皮細胞等、其中肝星狀細胞最為突出。2023/4/1684第84頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二

肝星狀細胞

肝星狀細胞（hepaticstellatecell,HSC）又稱lto細胞或貯脂細胞，為肝內(nèi)非實質(zhì)細胞的重要成分。HSC位于竇內(nèi)皮下Disse隙內(nèi)，具有調(diào)節(jié)血流的作用。電鏡下HSC胞漿內(nèi)含有數(shù)量不等的脂滴（內(nèi)含視黃酸類物質(zhì)即是VitA),，粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和其他細胞器較少。2023/4/1685第85頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二圖20正常肝小葉模式2023/4/1686第86頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二圖22正常肝儲脂細胞（電鏡）19世紀末人們就發(fā)現(xiàn)某些腫瘤患者感染細菌或注射細菌毒素混合物，會使腫瘤出血壞死，當時人們認為細菌內(nèi)毒素導(dǎo)致的效應(yīng)，1985年把這種有巨噬細胞產(chǎn)生的細胞因子稱腫瘤壞死因子TNF-a的來源:是由活化的單核/巨噬細胞產(chǎn)生的一種活性多肽2023/4/1687第87頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二HSC生理功能

。①調(diào)節(jié)血竇血流。②攝取VitA并儲存VitA轉(zhuǎn)化物質(zhì)——視黃酸。③可能具有調(diào)節(jié)肝細胞再生作用。④合成ECM.2023/4/1688第88頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二HSC激活后呈現(xiàn)的生物特點①形態(tài)類似肌纖維母細胞（myofibroblast）②增殖活性明顯增強。③胞質(zhì)中含視黃酸物質(zhì)的脂滴減少或消失；④胞質(zhì)內(nèi)出現(xiàn)a-平滑肌肌動蛋白（a-SMA）表達。這可通過免疫組化染色Dm來證實，a-SMA被認為是HSC激活的主要標志；⑤合成多種ECM成分的能力明顯增強，⑥分泌多種促纖維化細胞因子2023/4/1689第89頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二圖23活化儲脂細胞（電鏡）2023/4/1690第90頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二五、肝纖維化發(fā)生機制

（1）肝星狀細胞活化和ECM沉積

(2)HSC激活的調(diào)控

2023/4/1691第91頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二（1）肝星狀細胞活化和ECM合成肝臟受損時，HSC受到各種致病因子的刺激，從靜息狀態(tài)轉(zhuǎn)化為激活狀態(tài)。；HSC的激活可分為兩個階段；啟動階段和持續(xù)階段。

啟動階段指HSC及對各種細胞因子和刺激的敏感性增強；持續(xù)階段指由于這些刺激因子持續(xù)作用,而維持HSC激活狀態(tài),并有纖維形成和ECM的沉積。2023/4/1692第92頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二

星肝狀細胞激活啟動階段

肝臟炎癥、壞死時，Kupffer細胞、淋巴細胞、血小板及損傷的肝細胞可分泌TGF-βPDGF等促進纖維化細胞因子，使HSC表面的TGF和PDGF受體表達增強，增加對促纖維化因子的敏感性，HSC出現(xiàn)活化(旁分泌刺激過程)。啟動階段kuPffer細胞可能是肝臟損傷過程中HSC激活的關(guān)鍵細胞，2023/4/1693第93頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二肝星狀細胞激活持續(xù)階段除啟動階段多種細胞分泌細胞因子(旁分泌刺激過程)。和激活的肝星狀細胞不斷分泌分泌TGFβ1,FGF等細胞因子(自分泌)

,這些細胞因子不斷刺激未轉(zhuǎn)化的肝星狀細胞，這樣從旁分泌和自分泌的細胞因子不斷刺激,肝星狀細胞不斷增殖并轉(zhuǎn)化為肌成纖維細胞，最后導(dǎo)致肝內(nèi)大量ECM沉積。

2023/4/1694第94頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二圖24肝星狀細胞活化（示意兔）2023/4/1695第95頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二

HSC的激活是因為

(1)Kupffer細胞活化，活化后分泌促纖維化細胞因子(TGFβ1及EGF等)激活HSC(旁分泌)。

(2)血小板可以產(chǎn)生PDGF、TGFβ1及EGF等，。

(3)激活的HSC分泌促纖維化細胞因子(TGFβ1及EGF等)(自分泌)

。

(4)肝細胞通過釋放脂質(zhì)過氧化物對HSC激活起促進作用。

激活HSC。

(2)血小板可以產(chǎn)生PDGF、TGFβ1及EGF等，。

(3)肝細胞主要通過2023/4/1696第96頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二

二、HSC激活的調(diào)控

在HSC激活的過程中有兩類因素參與其從靜息狀態(tài)到激活狀態(tài)的調(diào)控，1細胞因子，

2ECM逆轉(zhuǎn)（MMP/TIMP）。2023/4/1697第97頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二（一）細胞因子

體外研究表明，HSC激活的過程中受到旁分泌及自分泌產(chǎn)生的細胞因子的調(diào)控。受損肝細胞能產(chǎn)生HSC激活因子，包括脂質(zhì)過氧化物,IGF及IGF連接蛋白。2023/4/1698第98頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二TGFβ1是肝損傷后全面促進肝纖維化中的一具關(guān)鍵細胞因子，在肝纖維化中發(fā)揮重要作用。在肝臟TGFβ1主要由激活的HSC和成纖維細胞，Kupffer細胞及內(nèi)皮細胞等合成。其中Kupffer細胞是最主要的。2023/4/1699第99頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二PDFG是一種生要的促分裂劑，在肝纖維化發(fā)生、發(fā)展過程中起關(guān)鍵作用。、

靜息的HSC不表達PDGF受體，HSC活化過程中一個重要特征是增加PDGF受體表達。2023/4/16100第100頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二此外，TNF-a,IL1,IL6,IGF-2、IGF-1都是HSC的有絲分裂原促進成纖維細胞和HSC增殖。

IFN-γ,VitE，IL10則抑制HSC活化，

2023/4/16101第101頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二肝纖維化機制模式如下：在生物、理化和損傷因素刺激后------肝慢性炎癥及肝細胞壞死-------------體內(nèi)細胞因子.的合成和分泌發(fā)生變化---------，通過細胞因子網(wǎng)絡(luò)分別表現(xiàn)出成纖維細胞增殖和HSC激活-------導(dǎo)致肝內(nèi)大量ECM沉積-----纖維化。

2023/4/16102第102頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二（二）基質(zhì)逆轉(zhuǎn)的控制基質(zhì)的逆轉(zhuǎn)與調(diào)控是由MMPs和TIMPs介導(dǎo)的。結(jié)果顯示，肝纖維化發(fā)生中，甚至在肝纖維化進展期均存在著基質(zhì)降解。然而，基質(zhì)的合成作用遠大于其降解，或者基質(zhì)的降解被TIMPs所抑制，結(jié)果導(dǎo)致ECM的大量沉積。2023/4/16103第103頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二

肝纖維化小結(jié)1.肝慢性炎癥及肝細胞壞死是肝纖維化啟動因子

.2.肝內(nèi)多種細胞能合成分泌ECM，而在肝纖維化中起重要作用的是活化的HSC及其轉(zhuǎn)化的肌成纖維細胞和成纖維細胞，

3多種因素可使星狀細胞細胞活化和ECM生成，其中細胞因子作用更明顯。肝內(nèi)細胞因子主要來自單核巨噬細胞、Kupffer細胞及活化的星狀細胞。4ECM的降解主要靠MMP，肝損傷早期MMP活化既有修復(fù)意義同時又使HSC活化，啟動了ECM的合成和沉積，肝纖維化后期，MMP合成降低或TIMP增高，使酶降解活信受阻，ECM得以大量沉積。2023/4/16104第104頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二肝纖維化動物模型的建立方法很多，有化學藥物，異種血清，酒精，總膽管結(jié)扎等，其中化學藥物導(dǎo)致肝纖維化動物模型最常用常用化學藥物四氯化碳（CCl4）二乙基亞硝胺（DMN），硫代乙酰胺（TAA）等常用方法：腹腔注射，胃灌注因致病因素不同，給藥方法不同，肝纖維化出現(xiàn)時間差異很大2023/4/16105第105頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二第二節(jié)肺纖維化（pulmonaryfibrosis）

肺纖維化是多種刺激物如感染、藥物，化學制劑，有機或無機粉塵（硅肺），自身免疫性疾病造成的肺泡損傷的終末病理結(jié)果，其中一半以上病例無明確病因可循，稱之為特發(fā)性肺纖維化（idopathicpulmonaryfibrosisIPF）常呈進行性發(fā)展，其死亡率高，基至五年生存率僅為30%—50%。2023/4/16106第106頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二一、肺纖維化啟動因子

1、肺泡上皮細胞損傷2、吞噬細胞激活2023/4/16107第107頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二1、肺泡上皮細胞損傷肺泡上皮細胞的損傷是纖維發(fā)病過程一個重要特征，肺損傷后引起一系列結(jié)構(gòu)和膜蛋白的改變，如細胞骨架改變，上皮粘附分子的的異常表達，肺泡上皮細胞損傷是肺纖維化發(fā)展必須條件。其中Ⅱ型肺泡上皮細胞最為重要。2023/4/16108第108頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二2、吞噬細胞激活，肺內(nèi)巨噬細胞是炎癥中最重要細胞之一。肺吞噬細胞有二類。1.肺泡巨噬細胞（AM）來自炎癥

2.為肺泡隔巨噬細胞（IM）來自肺泡原始間葉細胞。2023/4/16109第109頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二三、肺纖維化過程

(1)早期表現(xiàn)為肺炎癥，水腫、和炎細胞浸。(2)于第三天近肺泡血管周圍肺泡巨噬細胞開始增生，細胞由星狀逐漸變細長并互相吻合成網(wǎng)，這時Dm，a-sma染色呈陽性，這證明這些巨噬細胞向肌纖維細胞分化。(3)2周后間質(zhì)細胞的增生十分突出，(4)4周后已出現(xiàn)成片纖維化病灶，，2023/4/16110第110頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二四調(diào)節(jié)肺纖維化的細胞因子1,巨噬細胞趨化因子2,TH1/TH2細胞因子3,成纖維細胞相關(guān)因子2023/4/16111第111頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二1,巨噬細胞趨化因子

巨噬細胞趨化因子N末端具有三個氨基酸殘基Glu-Leu-Arg(ELR)(谷氨酸、賴氨酸、精氨酸)結(jié)構(gòu)單元，ELR結(jié)構(gòu)單元具有強烈的血管生成活性，促進血管生成。血管生成是纖維化發(fā)生的一個先決條件。

2023/4/16112第112頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二2,TH1/TH2細胞因子

TH1和TH2細胞因子最初被認為是輔助性T細胞產(chǎn)生，現(xiàn)已知包括成纖維細胞，單核巨噬細胞，肥大細胞均可產(chǎn)生

TH1（I型細胞因子）包括IL2,L12IFNγ.

TNF-aTH2（Ⅱ型細胞因子）包括IL4IL5IL10,MCP---12023/4/16113第113頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二

TH1和TH2細胞因子作用TH1細胞因子可能促進組織向正常結(jié)構(gòu)修復(fù)。TH2細胞因子可能參與成纖維細胞激活，增殖,最后導(dǎo)致ECM沉積和纖維形成。2023/4/16114第114頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二3,成纖維細胞相關(guān)因子

成纖維細胞是合成，分泌膠原纖維的主要細胞，成纖維細胞相關(guān)因子主要參與肺泡及氣道上皮損傷后組織修復(fù)和纖維化過程。2023/4/16115第115頁，共130頁，2023年，2月20日，星期二近年來人們發(fā)現(xiàn)多種促進成纖維