100023 北京市2345信箱 世界华人消化杂志  2001年7月15日;9(7):805-807
Email: wcjd@public.bta.net.cn 世界华人消化杂志  ISSN 1009-3079  CN  14-1260/R
http:// www.wjgnet.com 版权归世界胃肠病学杂志社

⊙文献综述⊙

贮脂细胞内的信号传导分子

刘 涛 胡晋红 蔡 溱 计一平

中国人民解放军第二军医大学附属长海医院药学部 上海市 200433
项目负责人 刘涛  Tel. 0086-21-25070673
Email. handyn @china.com
收稿日期 2001-02-06 接受日期 2001-02-12


主题词 肝硬化/病理学；信号传导

刘涛, 胡晋红, 蔡溱, 计一平. 贮脂细胞内的信号传导分子. 世界华人消化 杂志，2001；9(7)：805-807 


近年来对贮脂细胞（hepatic stellate cell, HSC）的激活过程已有了广泛的研究，特别是 对HSC活化中的级联变化，包括形态上的显著变化，细胞外基质（extracellular matrix，ECM）合成，生长因子和细胞因子受体表达，收缩结构和金属蛋白酶上调等方面的研究. 现对这些基因的调节和相应细胞内信号传导机制综述如下.

1  ERK
MAPK家族都为Ser/Thr蛋白激酶，其激活需要分子中的Tyr和Thr同时磷酸化. MAPK被激活 后，可催化c-jun，c-fos，c-myc以及核糖体S6蛋白激酶（RSK）的磷酸化，以调节基因的转录和mRNA的翻译，使细胞由G0期进入到G1期. 哺乳动物细胞和无脊椎动物中的MAPK是ERK. 现已发现并阐明了两种ERK的异构体，它们是ERK-1（p44MAPK）和ERK- 2（p42MAPK）. 目前对ERK通路已经有了较深入的研究，ERK通路在细胞生长、分化和 转化方面都起着一定的作用. 在成纤维细胞中，生长因子诱导的ERK激活是细胞增殖反应 必须的. 酪氨酸激酶受体的结合和二聚化导致受体的细胞内结构自我磷酸化，包含这些磷酸 化酪氨酸的功能域可以聚集Grb2等辅助蛋白，后者具有Sos鸟苷酸交换因子的结合位点. Sos与小GTP结合蛋白Ras的结合使Ras转化为与GTP结合的活性形态，然后激活Raf激酶. Raf激酶随即通过磷酸化激活MEK，MEK使ERK上特异性的苏氨酸和酪氨酸残基磷酸化. 当ERK一旦激活随即转位进入核中，使Elk-1/TCF等转录因子磷酸化，磷酸化的Elk-1/TCF可增加转录活性，诱导c-fos基因活化，c-fos合成的增加可使AP-1转录因子通过与c-jun形成异源二聚体而增加活性. 除了核内目标外，激活的ERK还可以使细 胞浆中的蛋白如肌球蛋白（myosin）轻链激酶和磷脂酶A2等磷酸化［1］.
      在HSC中，ERK通路是PDGF 激活c-fos表达和丝裂原作用的重要信号通路之一. PDGF受 体是包含内源性的有酪氨酸激酶活性的二倍体，可以通过与它们的配体相结合而使酪氨酸残 基自动磷酸化. 活化受体上的磷酸化酪氨酸是许多参与下调信号传导分子的结合位点. 它们通过SH-2基序和磷酸化酪氨酸结合基序结合. PDGF受体和接头蛋白Grb2的联接导致交 换因子mSos的聚集，同时激活Ras，进一步促使Raf-1, MEK和ERK的级联激活. 另外，药物 在ERK活化通路中的干扰作用，可以减低PDGF对HSC的潜在丝裂原作用［2］. HSC和药物（比如PTF）的共孵育可增加细胞内cAMP水平，导致PDGF诱导的ERK两种异构体的 磷酸化及ERK活性、c-fos表达和丝裂原作用的显著降低. 另一些研究表明一些提高细胞内cAMP水平的药物可以通过PKA使Raf-1磷酸化，从而通过抑制Raf激酶而抑制细胞生长. 在众多生长因子中，TGF-β1是ECM合成最强的刺激因子，TGF-β1信号的调节在过去几年 中广受重视，已鉴定出其信号蛋白中的Smad家族［3］. 研究表明在肝纤维化中TGF-βⅠ型受体参与ECM合成，而TGF-βⅡ型受体更多的参与抑制细胞增殖. 在大鼠HSC中 TGF-β1通过激活Raf-1和MEK来激活Ras/ERK级联反应,与 PDGF和EGF对此的作用相类似［4］. Davis et al［5］用编码Ras/ERK通路中显性失活（dorminant negative）蛋白的质粒转染HSC研究了这条通路在胶原基因表达中的作用. 通过由前胶原α1（Ⅰ）启动子和部分第一内含子控制的报告基因证明转染了显性失活ERK的HSC中胶原基因表达受抑制，转染了显性失活蛋白Raf导致胶原基因的表达，说明ERK和Raf分别以负相和正相形式调节胶原基因表达. 而且当Raf作用于前胶原α1（1）启动子上的TGF-β反应元件时，ERK通过Sp-1和NF-1位点调节转录. 消除一个AP-1结合位点可使TGF-β1对报告基因表达的促进作用发生逆转，间接地说明Ras/ERK通路参与前胶原α1（Ⅰ）基因的转录激活（transactivation）.

2  JNK
JNK/SAPK通路是与Ras/ERK并行的另一条MAPK通路，它是在研究哺乳动物Jun转录因子中发现的. SAPK是不同于ERK的另一个MAPK家族，也是由细胞外信号调节，其核内靶转录因子为Jun. 除了激活PAK（p21-activated kinase ）时由不同的小GTP结合蛋白（Rac或cdc42）参与外，JNK的激活类似于ERK通路［6］. 激活的JNK 可使两个核内靶蛋白c-Jun 和ATF2磷酸化，这两种蛋白形成异源二聚体，结合到c-jun启动子区的不同AP-1位点.  除了诱导c-jun表达，JNK还可以通过磷酸化c-Jun蛋白增加AP-1活性［7］.  c-Jun在形成fos/jun或jun/jun复合物时转录活性增加. 在HSC中，除TNF和IL-1可增加JNK活性外，JNK也可被热休克、紫外线照射、代谢毒素或高渗透压激活［ 8］. Poulos et al［9］研究了FN和TNF在激活的HSC中对ERK和JNK通路的作用. FN主要有两种形态,循环态和细胞内态,两者都含有RGD的三肽序列,该序列可 以和细胞上的α5β1整合素结合. 研究发现FN的循环态和含有RGD的多肽可以增加ERK和JNK的活性，TNF也可增加HSC中这两种激酶的活性. JNK和ERK信号通路的一个潜在的整合点是转 录因子AP-1［10］. FN和TNF增加核中AP-1结合活性和AP-1应答报告子（responsive reporter）结构的表达. 在其他细胞中的研究表明AP-1参与调节transin/stromelysin基因的表达，FN和TNF都可以增加HSC细胞内transin mRNA的水平. 这些结 果说明FN的RGD序列可能通过与整合素结合刺激ERK和JNK的活性，从而增加了HSC中AP-1依赖的基因的表达. 和循环态的FN不同，肝损伤时产生的细胞内FN包含有EⅢA片段，该片段在激活的HSC中有较重要作用.

3  FAK
粘附斑（Focal adhesion）为整合素介导的细胞与细胞外基质粘附的一种复合物结构. 在细 胞与细胞外基质的粘附和细胞的运动游走中发挥作用. FAK（Focal adhesion kinase）是粘 附斑复合物的一部分，是细胞质中的酪氨酸激酶，FAK在整合素介导的信号传导中起中心作用. 在整合素参与下，这种非受体酪氨酸激酶可自身磷酸化，从而提高酪氨酸激酶的活性.整合素诱导FAK磷酸化需要β整合素亚单位的细胞质结构，因此，包含于β整合素亚单位中的信息是FAK激活所必须的. FAK不带有任何已知的膜结合成分，如SH-2或SH-3区域，但包含SH-3结合序列和SH-2结合序列. FAK对粘附斑复合物（FAC）表现出多种结合作用，FAK的NH2端能直接与整合素β亚基的胞内区结合，COOH端有一顺序能使FAK向粘附斑靠近 ，该顺序称为粘附斑标靶(FAT)，COOH端还有一顺序能与桩蛋白结合. 当整合素与细胞外基 质结合，整合素在细胞表面的聚集可诱导FAK的激活，激活的FAK首先发生自身磷酸化，所产生的磷酸化位点能与含SH2区的胞内蛋白结合， 通过这些联接，FAK可以将整合素触 发的多种信号联接起来. 酪氨酸磷酸化的FAK可以聚集Src激酶到粘附斑位点并可磷酸化细胞 骨架蛋白paxillin，导致细胞骨架的重组. 除了FAK和Src激酶之外，粘附斑复合物还包含其 他的信号分子如PI-3K，PLCγ和PKC. 在一些细胞中，与整合素结合可直接激活细胞内信 号传导和加强丝裂原诱导的信号通路，后一种效应是许多依赖粘附的细胞生长的基础. HSC包含有多种整合素，包括α5β1，α1β1，α2β1，αvβ1和α6β4，研究证明α1β1在介导活化的HSC的收缩中起重要作用.在细胞粘附时PI-3K可以与酪氨酸磷酸化的FAK发生免疫共沉淀. PI-3K在细胞粘附时也被酪氨酸磷酸化并在体外被FAK磷酸化. 这些结果表明FAK可能介导了整合素诱导的PI-3K的活化. 除了可以被整合素激活外，FAK也可以被其他一些生长因子激活. FAK磷酸化可以被 有丝分裂原中性多肽激活，如bombesin, vasopressin和ET-1. 另外， PDGF也可以调节FAK磷酸化［11］.   Carloni et al［12］研究了HSC粘附时FAK和PLCγ 的作用和同时暴露于PDGF时的作用. 研究表明当HSC粘附于细胞外基质蛋白（FN，LN，胶原Ⅰ，胶原Ⅳ）或抗体介导的与β1整合 素的结合时可增加FAK的酪氨酸磷酸化，并增加FAK和PLCγ的结合. 暴露于PDGF的粘附细胞F AK磷酸化和PLCγ的磷酸化增加. 这些结果表明，整合素和PDGF可协同诱导信号的传导. 接 头蛋白Grb2和鸟苷酸交换因子Sos1可能和FAK相联接表明整合素调节Ras蛋白. 除了诱导细胞 增殖外，Ras蛋白对actin细胞骨架也有重要作用. 事实上，Ras通路中的一个下游目标MAPK 在细胞与ECM粘附后被激活. 这个激活需要一种完整的细胞骨架. 表明在MAPK通路的激活过 程中需要整合素依赖性的细胞骨架复合物. 这些观察说明在调节粘附斑中有MAPK通路的参与 .

4  PI-3K
PI-3K由含有2个SH2区的Mr85000调节亚单位和Mr110000催化亚单位组成. PDGF的刺激使PI-3K和活化的受体相结合，使p85亚基酪氨酸磷酸化但不能使p110亚基磷酸化. 目前阐明的PI-3K活化的下游信号成分包括PKCξ、核糖体S6激酶 和蛋白激酶B/Akt等. PI-3K通路可足够转导（transduce）PDGF依赖的有丝分裂信号，同时也是细胞化学趋化所必须的. 在人HSC的培养中，PI-3K活化是PDGF诱导的丝裂原作用和化学趋化的必须步骤［13］. 在CCl4诱导的急性大鼠肝损伤中，PI-3K激活和PDGF受体可以使p85亚单位聚集，证明了其相应的体内过程. Wortmannin是一种真菌代谢物 ，是PI-3K的选择性抑制剂，可剂量依赖性的抑制PDGF-BB诱导的HSC中PI-3K的活化， 其最大效应的剂量为100nmol·L-1. 这个浓度即不影响PDGF受体的自我磷酸化，也不影响PI-3K p85亚单位和受体间的物理联接. 它可以消除HSC中PDGF诱导的丝裂原作用 和化学趋化. 另外，PI-3K参与人HSC中的Ras/ERK通路的激活，但wortmanin 仅抑制ERK 40％～50%的活化，因此它不是必须的. 三个PDGF异构体都能激活PI-3K，其中PDGF-BB的作用远强于PDGF-AA. 剂量反应（dose-response）实验指出PDGF-AA或PDGF-BB