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100023 北京市2345信箱	世界华人消化杂志 2001年7月15日;9(7):801-804
Email: wcjd@public.bta.net.cn	世界华人消化杂志 ISSN 1009-3079 CN 14-1260/R
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⊙文献综述⊙

肝星状细胞的表型及调控与肝纤维化

秦建平蒋明德

中国人民解放军成都军区总医院消化内科四川省成都市 610083
项目负责人 秦建平 Tel. 0086-28-6570346
收稿日期 2001-01-18 接受日期 2001-02-21

主题词 肝星状细胞；细胞表型；调控机制

秦建平, 蒋明德. 肝星状细胞的表型及调控与肝纤维化. 世界华人消化杂志，2001；9(7)：801-804

肝脏疾患是一大类严重危害人们健康的疾病，各种有害因素持续对肝脏的损害，可能导致肝脏由损害到肝纤维化(liver fibrosis， LF)、肝硬变（LC）甚至恶变的病理及病理生理的演变过程. LF阶段是这个过程的中间及关键环节，现普遍认为该阶段的损害是可逆转的，故有效地控制及逆转肝纤维化与预防肝硬变的发生有极其重要的意义. 近年的研究认为肝星状细胞（hepatic stellate cell, HSC)是LF形成过程中起关键作用的细胞，它的激活是整个事件发生的开端. 我们已经知道，一些因素如某些炎性因子、生长因子、紫外线、氧化反应产物、乙醛等在体内、外都可以激活HSC，从而使它的表型发生一系列变化，包括细胞增殖、细胞类型转化、细胞外基质、细胞收缩及分泌功能、细胞凋亡等. 简要说明了从HSC激活到其表型变化的全过程. 而某些表型的变化又可反作用HSC，形成了一个十分复杂的调控网络. 正向调节这些表型的变化，可能促使LF的形成；反之负向调节，则可能阻止或逆转LF的发生. 目前我们对于HSC表型变化的调控机制知之不多. 其中研究较深入的是细胞外信号调节蛋白激酶（ERK）通路在调节HSC分化/分裂及细胞外基质（ECM)中的作用. 丝裂原激活蛋白激酶家族（MAPKs）通路中的c-Jun氨基末端激酶（JNK）、细胞凋亡等在调节HSC表型变化中的作用尚有待进一步深入研究. 一些HSC激活通路的抑制剂，通过抑制HSC某些表型的变化，在防治LF的发生中有重要意义. 现就近年有关激活的HSC表型的变化及其调控的研究进行综述.

1 HSC的增殖及收缩
激活的HSC可发生增殖、肿胀及向类似肌纤维细胞（MFB）转化，表达平滑肌-α肌动蛋白（α-SMA），合成血管内皮生长因子（VEGF）和内皮素（ET-1），HSC数量的增加及收缩性增强，是LF形成的重要因素. 目前认为在其他可能与慢性肝组织炎症相关的多肽生长因子中，血小板衍生生长因子（PDGF）（由A, B链组成的二聚体）被认为是对人鼠HSC最为有效的丝裂原，在三种可能的PDGF二聚体结构中（-AA, -BB和-BB），PDGF-BB被认为是刺激HSC增殖和相关信号传导最为有效的一种结构. 与配体结合后，含有酪氨酸激酶活性的PDGF受体二聚化且其酪氨酸残基自身磷酸化，活化后的受体上的磷酸化酪氨酸作为一种高亲合性的结合位点被几种与下游信号传导有关的分子通过磷酸化酪氨酸结合区（PTB区）或SH-2区结合；PDGF受体和调节蛋白Grb2结合使替代因子mSos得以补充从而激活Ras，之后Raf-1，MEK和ERK相继被激活^［¹^］. PDGF激活HSC过程受到一些蛋白激酶及生物、化学因子的正向或负向调节. Marra et al^［²^］报道：PDGF诱导HSC激活后，ERK活性增强，细胞发生分裂，用ERK特异抑制剂PD 98059作用HSC，可减少PDGF诱导的ERK活性，同时完全抑制HSC分裂，并且使HSC趋化性降低57%. 用CCl₄诱导小鼠致急性肝损害，6h后测得其HSC的ERK活性增加，用抑制剂处理后活性降低. PDGF刺激HSC增殖尚依赖于胞内钙离子的浓度及PH值的改变. Di Sario et al^［³^］报道： PDGF可增加一种HSC细胞外的PH调节剂-Na⁺/H⁺交换子（一种蛋白质）的活性，促使细胞分裂. 氨氯吡咪（amiloride）一个Na⁺/H⁺交换子的抑制剂，可减低由PDGF诱导的细胞分裂. 认为Na⁺/H⁺交换子在调节HSC分裂方面起重要作用，抑制MAPK和3-磷脂酰肌醇激酶（PI3K）通道可大大减低PDGF诱导的细胞分裂，而不能影响Na⁺/H⁺交换子的活性，说明了调节分裂的另一通路. TJ-9^［^4,5^］（sho-saiko-to）日本一种传统草药，其有效成分为baicalein可抑制PDGF-BB诱导的HSC增殖及蛋白质合成，其有可能作为抗LF药物. 陆伦根et al^［⁶^］报道：花生四烯酸和亚油酸在低浓度时对HSC有增殖作用，而当其浓度达50，100mg·L^-1则HSC有抑制作用. 另IFN-γ, IFN-α, 9-顺式维甲酸（9RA）、转化生长因子β(TGFβ)都可抑制HSC的分裂，其详细的调控机制有待进一步阐明^［^7-9^］.在激活的HSC收缩性变化研究方面，Grossman et al^［¹⁰^］报道：用CCl₄作用小鼠致其肝亚致死损害，诱导HSC向MFB表型转化，通过体外免疫反应检测α-SMA，可反映MFB相对数量，说明HSC被激活的程度. 进一步研究表明，这种表型的变化可被IFN-γ抑制. 用IFN-γ（50000 U sc　1次·d^-1×5）作用小鼠LF模型，发现通过抑制α-SMA，减少MFB密度，抑制了HSC向MFB的转化. Niki et al^［¹¹^］报道：化合物毛色素斑A（trichostain A， TSA） (100nmol·L^-1)可抑制HSC88%的α-SMA合成. 以上说明了，对HSC表达α-SMA的抑制，即是对HSC激活的抑制. 其抑制的机制尚不清楚. Mashiba et al^［¹²^］研究表明：激活的HSC产生VEGF，表达FLT酪氨酸（FLT tyrosine）受体家族，fit-1和KDR/FiK-1, 它们的功能被VEGF通过自分泌方式正向调节. 用Northern blot分析和免疫细胞化学研究表明，在塑料碟里培养3d的HSC表达fit和KDR/fik-1，当10d时，fit-1 mRNA表达增加，而KDR/ fik-1蛋白质表达减少，培养3d的HSC中，其DNA和胶原蛋白合成很少，而在10d 时，则明显增多. 在塑料碟培养的HSC中加入重组人的VEGF，不影响DNA和胶原蛋白的合成，但减弱α-SMA表达的增加，同时减弱了培养细胞胶原蛋白凝胶的收缩性. 说明VEGF抑制HSC的收缩性，是通过正向调节VEGF受体fit-1实现的. 活化的人或鼠HSC可早期表达ET-1的mRNA，和在上清液中释放ET-1，这可能是细胞自分泌ET-1所致，而HSC对ET-1呈收缩反应，而这种活化HSC可能通过调节纤维隔中的疤痕组织的收缩而在门脉高压的发展过程中发挥重要作用^［¹^］. 另Gabriel et al^［¹³^］报道：在LC时，肝脏的ET-1受体密度和ET-1及TGF-β1水平增加. 发现它们在LF或LC中以有效的收缩（ET-1）和纤维化（TGF-β1）活性作用于肌纤维样星状细胞，在这些细胞中，TGF-β1影响ET-1受体和ET-1的合成. 实验观察到，用TGF-β1处理HSC后，ET-1受体mRNA表达减少，TGF-β1的作用被TGF-β1中和mAb抑制. 说明TGF-β1诱导ET-1受体密度减少，可能是在慢性肝病时限制ET-1对HSC病理作用的重要机制.

2 细胞外基质（ECM）的变化
ECM合成增多是激活的HSC的重要特征，也是LF发生的重要基础. 位于Diss间隙内的HSC，激活后可合成ECM的各种组分，其中以胶原蛋白为主，尤其Ⅰ型胶原蛋白，且为后者的主要来源. 进一步研究表明，伴随HSC激活，ECM大量沉积，这不仅因其合成增多，且与其降解异常相关，目前涉及与ECM降解有关的主要有基质金属蛋白激酶及其抑酶，前者降解基质，后者则抑制降解. 如何抑制ECM的合成，增强其降解及调控，是目前研究的热点. 我们已知一些细胞因子、物理因子、化学因子在调节ECM合成及降解方面有不同的作用. 与静止的HSC 相比，激活的HSC其ECM合成增加，且可被可溶性调节子正向或负向调节，在这些生长因子和细胞因子中，TGF-β1对ECM合成调节最有效. 在鼠HSC中，TGF-β1通过激活Raf-1和MEK而活化Ras/ERK链，生长因子如PDGF或EGF亦有相似作用方式^［¹^］. Chen et al ^［¹⁴^］研究表明：紫外线（UV）可通过JNK，而不是ERK1, 2通路增加内源性αⅠ（1）胶原蛋白mRNA大量生成和αⅠ（1）胶原基因转录，认为两通路都可调节αⅠ（1）胶原蛋白表达，只是在HSC中通过αⅠ（1）胶原蛋白基因上5′末端上游一增强子序列（5′-UPS）的不同区域来调控. Hellemans et al^［⁹^］报道：不同浓度的全反式维甲酸（ATRA）和9RA作用HSC后发现，ATRA抑制前胶原蛋白Ⅰ，Ⅱ，Ⅳ，纤维蛋白连接素（Fn），粘蛋白的合成，9RA可增加前胶原蛋白ⅠmRNA 1.9倍，但不影响其他基质蛋白的表达. TSA^［¹¹^］（100nmol·L^-1）可抑制62%的Ⅰ型和70%的Ⅲ型胶原蛋白的合成，而丁酸钠（sodium butyrate）(1mmol·L^-1)少量抑制Ⅲ型胶原蛋白转录而不影响Ⅰ型转录. 以上两化学因子皆为组蛋白抑制剂，TSA通过干扰组蛋白H4乙酰化作用水平来实现抑制HSC反分化为MFB. 全反式视黄酸（t-RA）能下调人αⅠ（1）前胶原（COL1A1）启动子的活性，而IGF-1与胰岛素能上调该启动子的活性，t-RA能降低IGF-1与胰岛素的这一上调作用^［¹⁵^］. 另报道^［¹⁶^］：IFN-α, IFN-γ单独应用对小鼠α2（1）基因上游不同长短启动序列转录活性无阻断作用,但IFN-α,IFN-γ与TNF-α联合应用有较强的抑制活性. 另IFN-α可抑制胶原蛋白αⅠ（1）基因及 Ⅲ型基因表达^［¹⁸^］；IFN-γ^［^7,17^］也可抑制胶原蛋白Ⅲ表达；PMA^［¹⁸^］通过激活细胞核因子Kappa β（NF-Kappa β）减少α（1）胶原蛋白基因转录；乙醛是乙醇的代谢产物，可以正向调节ECM成分的合成，包括Ⅰ型胶原和纤维连结素^［¹⁹^］. 中草药的拆方扶正化瘀方可抑制HSCⅠ型胶原m RNA和蛋白质的生成，该方在肝病的防治上具有一定的作用^［²⁰^］. 向德栋et al^［²¹^］报道：维生素E（1mg·L^-1）能明显抑制Ⅲ型前胶原的分泌,减少胶原沉积,防止LF的发展. 以上这些因子增强或抑制胶原蛋白基因表达的调控机制尚不清楚.在基质金属蛋白酶及抑酶研究方面，Poulos et al^［²²^］报道：白细胞介素α （IL-α），肿瘤坏死因子α（TNF-α）及Fn作用HSC激活其ERK，JNK，纤维蛋白溶酶原激活剂（AP-1）活性，从而诱导基质蛋白酶基因表达，其中Fn, IL-α, TNF-α分别使HSC的基质蛋白酶mRNA表达水平增加1.8倍，2.2倍，2.8倍，说明了细胞因子和Fn在调节HSC基质金属蛋白酶表达中，信号传导通路包括MAPKs起重要作用. 另报道，IFN-α作用HSC导致组织蛋白金属酶（MMPs）和组织蛋白金属酶抑制剂（TIMP）表达增强，基质分解，且在肝损初期，IFN-α可加强这种作用；TGF-β诱导TIMP增加，同时在慢性组织损伤中，由于TGF-β诱导TIMP增加，可减少基质的降解^［²³^］. 在体外HSC活化期间，MMP表