1、肝纤维化相关细胞因子研究概述摘 要 肝纤维化是肝脏受损伤后发生的病理性修复阶段，是众多因素参与的动态发展过程，关键环节是肝星状细胞（HSC)的活化，而细胞外基质的不断生成和降解决定了肝纤维化的预后。目前，与肝纤维化发生密切相关的许多细胞因子已被逐步发现和阐明，在这些细胞因子中，对碱性成纤维细胞生长因子( bFGF)、组织生长因子( CTGF) 、血小板衍生生长因子( PDGF) 等因子的研究较多，其作用机理的阐述的也较为详细。关键词 肝纤维化 肝星状细胞 细胞因子 Research overview of cell factor of liver fibrosisAbstract: The o
2、ccurrence of hepatic fibrosis is a multi-factor involved process. The key aspect is the activation of hepatic stellate cells (HSC). Extracellular matrix synthesis in the liver cells increase while degradation of less than. This paper reviews the tissue factors and the mechanism closely related to th
3、e forming of hepatic fibrosis.Key words: hepatic fibrosis Hepatic stellate cells Cytokine引 言 肝纤维化(hepatic fibrosis, HF)是许多慢性肝病发展到肝硬化的中间过渡阶段，其中 25%-40%最终发展为肝硬化甚至肝癌1。近年来，随着分子生物学技术的不断发展，对肝纤维化的病理发展过程有了更进一步的认识，发现其中肝星状细胞（HSC)的活化和肝细胞外基质的合成增多而降解不足是该病理生理变化的中心环节2，且细胞外基质弥漫性过度增生和沉积发展是一个主动性增生过程，过量的细胞外基质使肝窦的结构发生组
4、织形态学变化，肝脏内部血管也因此改建，最终形成门静脉高压和肝硬化。在发生坏死和炎性刺激后，肝脏便会发生这种动态性病理修复过程。肝纤维化的发生涉及众多的细胞因子，形成网络状作用格局，分别参与了肝星状细胞的活化与凋亡、细胞外胶原蛋白的生成与降解等过程。现结合文献对碱性成纤维细胞生长因子( bFGF)、组织生长因子( CTGF) 、NK 细胞、树突状细胞、血小板衍生生长因子( PDGF) 等几种与肝纤维化形成和发展密切相关的细胞因子展开综述。1、碱性成纤维细胞生长因子( bFGF) bFGF 是一条单肽链, 含有 146 个氨基酸, 其基因位于人类染色体的 4q25 处, 基因长约 38 kb 3，
5、属于成纤维细胞生长因子家族。1.1 bFGF 的生物学功能 促进细胞分裂增殖, 可增强有丝分裂活性；刺激血管内皮生长因子促血管生成。研究发现4，在移植血管及损伤血管的再生因素中， bFGF 是促进血管形成的重要因素之一；促进纤维形成；主要是激活内皮细胞等合成 ECM，促进细胞外基质的产生，与相应的靶细胞表面受体结合，增加内皮细胞的化学趋向性，从而促进血管内皮细胞分裂 5。同时具有诱导蛋白溶解酶生成和有利于内皮细胞芽穿透基质等功能；促进肿瘤生长和神经营养作用。1.2 bFGF 在肝纤维化发生中的机制 严家春等 6认为，在肝病的早期，肝组织发生微循障碍而导致 bFGF 合成增加，进而刺激内皮细胞增
6、生、迁移及分化，形成新血管。在肝病的中后期, bFGF 在肝血管间隔及肝窦壁表达逐渐增强，同时平滑肌激动蛋白、纤维黏连蛋白、层黏连蛋白、型胶原( Co )等表达增强，提示表明 bFGF 能促进 ECM 的产生。其主要的作用可能是使 ECM 降解所需的酶产生减少 , 活性降低，从而引起 ECM 的堆积。而肝组织细胞对多肽生长因子的反应可因 ECM 的堆积而增强。目前认为 bFGF 在促进肝纤维化的作用中有两个作用，一是直接参与了肝纤维化的形成; 二是通过对细胞因子的影响， 间接促进纤维化的形成，并增加 TGF 等其他生长因子的产生。2、组织生长因子( CTGF)CTGF 是一种由 349 个氨基
7、酸组成，分子量为 3438KD 的分泌肽，属一类新的富含半胱氨酸生长因子家族，是一种多功能的细胞因子。在生理状态时, 机体组织细胞可有基础量 CTGF 分泌；病理状态下, CTGF 过度表达与某些增生性或纤维化性疾病的发生密切相关7。2.1 CTGF 的生物学功能 最初研究发现 CTGF 对成纤维细胞具有趋化及促有丝分裂作用，随后发现按不同的细胞类型，CTGF 还具有促细胞增殖、迁移及分化等作用。并与血管、皮肤、心脏、肾脏、胰腺、肺及肝脏等在内的许多组织器官纤维化发生发展密切相关。2.2 CTGF 在肝纤维化发生中的机制 CTGF 因具有明显的丝裂原性和趋化性，能诱导成纤维细胞增殖和分泌 EC
8、M 而越来越受到关注。动物实验显示，静止的 HSC 不产生CTGF，来源于旁分泌的 CTGF 参与大鼠静止 HSC 的激活，并增加 I 型胶原的合成8，而激活的 HSC 又可自分泌大量 CTGF 进一步作用于 HSC，合 成 及 分 泌 ECM， 同 时 肝 胶 原 构 成比 发 生 变 化 ， 、 型 胶 原 特 别 是 I 型 胶 原 显 著 增 加 。 可 以 引 起 HSC 产生 CTGF 的刺激因素有 TGF-1、PDGF 、脂质过氧化物、乙醛等等。目 前 认 为 HSC 是 CTGF 主 要 来 源 ，而 CTGF 表 达 上 调 ， 也 是 HSC 活 化 的 中 心 环 节 。
9、 研究发现9，10 ，肝纤维化时肝脏组织 CTGF 呈高表达，而且 CTGF 持续表达则是纤维化病变缓慢进展的重要因素。CTGF 在肝纤维化患者中表达浓度水平随纤维化病理进展增加, 其升高与肝纤维化严重程度一致( r= 0. 701, P 0. 001) , 表明 CTGF 为反映肝纤维化活动程度较好的指标。3、血小板衍生生长因子( PDGF)人体血小板中含的一种蛋白质生长因子，为促细胞分裂剂，可刺激成纤维细胞和其他多种细胞分裂增殖。3.1 PDGF 的生物学功能 目前研究认为 PDGF 是已知最强的促 HSC 增殖、分化的细胞因子, 在肝脏主要由肝脏 KC 产生, 在体内的形式有 AA、AB
10、 、BB 三种, 通过自分泌和旁分泌的方式发挥作用。肝星状细胞激活早期的重要标志就是 PDGF 表达的增加11。参与肝纤维化的众多细胞因子中，只有 TGF 可以刺激 HSC 合成胶原纤维，而 PDGF 是目前已知多肽生长因子中对 HSC 作用最强的有丝分裂原12 。3.2 PDGF 在肝纤维化发生中的机制 PDGF- BB 通过与 HSC 表面的 PDGF 受体作用, 刺激 HSC 的增殖、迁移，并通过抑制胶原酶, 减少 ECM 的降解, 从而在肝纤维化的发生、发展中起着非常重要的作用 13。4、单核巨噬细胞单核-巨噬细胞包括骨髓中的前单核细胞、外周血中的单核细胞、以及组织内的巨噬细胞(M)。
11、4.1 单核巨噬细胞的功能 单核- 巨噬细胞是机体重要的免疫细胞，具有抗感染、抗肿瘤和免疫调节等重要作用。其另一重要功能是提呈抗原、启动免疫应答。在特异性免疫应答中，绝大多数 TD 抗原（胸腺依赖抗原）都需经巨噬细胞吞噬和加工处理，并与其表面的 MHC 分子形成抗原肽-MHC 复合物，表达在细胞膜表面，提呈给 T 细胞。巨噬细胞表面有很多黏附分子，可与 T 细胞表面的协同刺激分子受体结合，产生协同刺激信号，诱导 T 细胞的活化，启动免疫应答。4.2 单核巨噬细胞在肝纤维化发生中的机制 肝脏中的巨噬细胞即枯否细胞(Kupffer cell, KC)，当肝脏受到损伤后，首先 KC 被激活并释放活性
12、氧类(reactive oxygen species, ROS)和细胞因子，如 肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor-, TNF-)、TGF-、IL-1 、PDGF、中性粒细胞趋化因子和集落刺激因子等，刺激 HSC 活化和促进胶原的合成14。其中 TNF- 是促纤维化因子，可通过多种机制参与肝纤维化的调控，其中心环节是激活 HSC。TGF- 与其受体 TR 相结合发挥相应的致纤化作用，是最重要的致纤维化因子15 。其次， KC 产生 NO，降低 HSC 的增殖和活性16。5、NK 细胞属淋巴细胞谱系，但有别于 T 细胞、B 细胞的一类非特异性免疫细胞。N K 细 胞 确 切
13、的 来 源 还 不 十 分 清 楚 ， 一 般 认 为 直 接 从 骨 髓 中 衍 生 ， 其 发 育 成 熟 依 赖 于 骨 髓 的 微 环 境 。5.1 NK 细胞的生物学功能 其无须预先接触抗原即可杀伤靶细胞( 如病毒感染的宿主细胞和某些肿瘤细胞)，且其杀伤效应无 MHC 限制性。是机体重要的免疫细胞，不仅与抗肿瘤、 抗病毒感染和免疫调节有关，而且在某些情况下参与超敏反应和自身免疫性疾病的发生。5.2 NK 细胞在肝纤维化发生中的机制 NK 细胞是固有免疫系统中的细胞毒性细胞，能杀灭激活的 HSC，因此在肝纤维化的过程中起到防护作用。NK 细胞表面表达多种 Toll样受体(Toll-li
14、ke receptor, TLR)，细胞膜上有识别 MHCI 的抑制性受体和活化性受体(或称刺激性受体，NKG2D)，这两种受体平衡调控 NK 细胞的细胞毒性，NKG2D 与自身细胞膜上的 MHC-I 抑制性受体结合导致 NK 细胞功能抑制，从而使 HSC 凋亡的功能受到抑制17。从而促进肝纤维化的进程。6、树突状细胞是一类具有分支或树突状形态的细胞，分为髓系和淋巴系两类，前者是最重要的专职抗原提呈细胞，可组成性表达 MHC II 类分子和共刺激分子。 人 体 内 大 部 分 DC 处 于 非成 熟 状 态 ， 表 达 低 水 平 的 共 刺 激 因 子 和 粘 附 因 子 。6.1 树突状细
15、胞的生物学功能 DC 是目前已知的功能最强的专职抗原提呈细胞(antigen-presenting cell, APC)，其功能状态决定了免疫反应的最终走向，肝脏 DC 的功能决定肝脏局部免疫反应的走向。6.2 树突状细胞在肝纤维化发生中的机制 肝脏 APC 主要包括 KC、SEC、和肝DC。肝 DC 主要分布于门静脉管道的周围，主要以不成熟状态存在，表达 MHCI 类分子，而不表达激活 T 细胞所需的共刺激分子，故不能诱导初始型同种 T 细胞增殖。但肝 DC 可以分泌 IL-10，IL-10 具有抗纤维化的作用，是一种抑制调节性细胞因子，在肝脏炎症反应以及肝纤维化的过程中 IL-10 表达量
16、增加18 。在急性肝损伤时通过 JAK/STAT 通路诱导细胞因子信号，从而抑制蛋白 SOCS 基因的表达，阻断炎症细胞因子信号转导通路，从而减少肝纤维化的产生，减少肝脏内的胶原沉积；同时降低 TIMP-1 的表达，使胶原蛋白的降解增加19 。DC 的免疫激活在肝脏纤维化免疫反应中具有重要作用，DC 可以诱导 Th0 向 Th2 的方向转化，抑制肝 DC 和其他 APC 的成熟，形成肝脏免疫耐受性。 DC 的激活消除了肝脏纤维化环境中细胞因子和趋化因子大量增加的趋势，从而调控肝脏局部免疫反应的方向。7、其他因子包括白细胞介素类、血管紧张素、瘦素 ( leptin)等组织细胞因子，但目前这部分组
17、织细胞因子在肝纤维化的发展过程中的作用机理尚不太清楚。 对 H SC 的激活、核因子 - J B ( NF 一 J B) 对 H SC 的激活等因子也对肝纤维化的发生和发展具有不同的作用。杨湘怡 陈维雄20等认为，瘦素是一种 HSC 凋亡的调节因子，由 H SC 活化后产生, 通过其受体( ob2R) 促进 HSC 有丝分裂，促进 HSC 存活，动物实验显示缺乏瘦素的 ob/ ob小鼠受损后较野生型小鼠易致肝纤维化。8、结 语肝纤维化的形成机制非常复杂，确切机制尚不清楚。目前认为导致肝脏内各种免疫细胞在各种损伤刺激作用激活或抑制，并产生多种细胞因子，介导释放多种调节剂复合物。并通过直接或间接作
18、用激活肝星状细胞，造成细胞外基质沉积增加降解减少。在众多的机理解释中，HSC 的活化作为肝纤维化发病的关键环节已得到公认，各种类型肝损伤最终通过此途径导致肝纤维化的形成。有关 HSCs 的研究和以 HSC s 为中心环节的治疗是当今肝纤维化研究的热点。以基础研究为理论基础的药物已应用于临床或在研究之中，期待各方面更深入的研究为肝纤维化的治疗提供充分的理论依据和有效的临床治疗方法。参考文献1、孔维涵 单味中药抗肝纤维化作用研究进展 天津药学 Tianjin Pharmacy 2011 年 第23 卷第 2 期2、Sato M, Suzuki S, Senoo H. Hepatic stellat
19、e cells:unique characteristics in cell biology and pheno-type. Cell Struct Funct 2003; 28: 105-1123、 许会彬, 张代民, 曹英林. 碱性成纤维细胞生长因子及受体与肿瘤的关系. 临床军医杂志, 2005, 26: 98 100.4、 陈佳 , 罗成群 碱性成纤维细胞生长因子( bFGF) 与创伤愈合 中国烧伤创疡杂志 2005, 17: 74 76. 5、 bFGF 在肝纤维化中的研究进展 毛小荣 国际消化病杂志 2011 年 6 月 第 31 卷 第 3 期6、 严家春，陈文笔，马勇等 . 慢性
20、乙型肝炎肝组织中碱性成纤维细胞生长因子及其 mRNA 的表达 中华传染病学杂志,2004, 22: 314 317.7、 CTGF-mRNA 在实验性肝纤维化中的表达 金珍婧 迟宝荣 吉林大学 学报( 医学版 ) 2005 年 1 月 第 31 卷 第 1 期8、 Q i W , Chen X, Poronnik P, et al. Transforming grow th factor- bet aconnective t issue grow t h factor axis in t he kidney J . Int J BiochemC ell Biol, 2008, 40( 1) :
21、 9- 13. 9、 王念跃, 张岱, 杨成保 . 血清结缔组织生长因子对慢性肝病的诊断价值 J . 临床检验杂志, 2009, 27( 1) : 28- 30.10、 游晶 , 袁丽芳, 陈红英, 等. T GF- 1 与慢性乙型肝炎的关系 J .世界华人消化杂志, 2007, 15( 8) : 869- 872.11、 CTGF、PDGF- BB、sICAM - 1 在评价肝纤维化程度中的应用 周 秦，陈基善 实用预防医学 2010 年 6 月 第 17 卷 第 6 期12、 PDGF 及 TGF 信号转导通路与肝星状细胞活化增殖的研究进展 王 慧, 陈 真 安 徽 医 药 AnhuiM
22、ed ical and Pharmaceu tical Journal 2011 Ju;l 15( 7)13、 黄艳, 黄成, 李俊. 肝纤维化病程中 K upf fer 细胞分泌的细胞因子对肝星状细胞活化增殖、凋亡的调控 J . 中国药理学通报, 2010,26( 1) : 9- 13.14、 Sugimoto R et al. Effect of IL-4 and IL-13 on collagen production in cultured LI90 human hepatic stellate cells. Liver Int, 2005, 25:420-42815、 Gressnm
23、 AM et al. Modern pathogenetic concepts of liver fibrosis suggest stellate cells and TGF-b as major players and the rapeutic targets. J Cell Mol Med, 2006, 10: 76-9916、 Li JT et al. Molecular mechanism of hepatic stellate cell activeation and antifibrotic therapeutic strategies. J Gastroenterol, 200
24、8, 43:419-42817、 Lanier LL et al. NK cell recognition. Annu Rev Immunol, 2005,23: 225-274 Cellular and molecular mechanisms of hepatic fibrosis ZHANG Jinjin, HU Zhenlin, ZHANG Junping Department of Biochemical Pharmacy, School of Pharmacy, Second Military Medical University, Shanghai 200433, 18、 Fri
25、edman SL. Mac the knife? Macrophages-the double-edged sword of hepatic fibrosis. J Clin Invest, 2005, 115: 29-3219、 Zheng WD et al. Expression of matrix metalloproteinase-1 in hepatic stellate cells during rat hepatic fibrosis and its intervention by IL-10. World J Gastroenterol, 2005, 11: 1753-175820、 肝星状细胞凋亡调控因素的研究进展 杨湘怡 陈维雄 国际消化病杂志 2007 年 4 月 第 27 卷 第 2 期
