楊亞楠　段義農(nóng)

[摘要] 肝纖維化是多種慢性肝臟疾病共有的病理過(guò)程，表現(xiàn)為細(xì)胞外基質(zhì)合成增多，降解減少。肝星形細(xì)胞（HSC）活化并分泌大量細(xì)胞外基質(zhì)是肝纖維化發(fā)生的重要機(jī)制。脂多糖（LPS）刺激細(xì)胞使細(xì)胞表面的多種LPS識(shí)別受體（包括LBP、CD14、MD2和TLR4）表達(dá)增加，通過(guò)細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳遞級(jí)聯(lián)使基因表達(dá)發(fā)生變化，引起細(xì)胞反應(yīng)。LPS/TLR4信號(hào)通路在肝纖維化形成過(guò)程中起關(guān)鍵作用。

[關(guān)鍵詞] 脂多糖；TLR4；肝纖維化；肝星形細(xì)胞

[中圖分類號(hào)] R575.2+9 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-4721（2014）07（c）-0189-03

肝纖維化的發(fā)生是一個(gè)復(fù)雜的多因素作用過(guò)程，涉及細(xì)胞和分子生物學(xué)事件，肝星形細(xì)胞（HSC）被激活為肌成纖維細(xì)胞，大量增殖并分泌大量細(xì)胞外基質(zhì)是其最重要的機(jī)制。慢性肝臟炎癥是引起肝纖維化形成的必備條件。大多數(shù)研究表明，LPS/TLR4信號(hào)通路在HSC活化過(guò)程中起重要作用，但到目前為止，在炎癥反應(yīng)與肝纖維化形成之間起作用的信號(hào)通路中的分子機(jī)制仍未完全清楚。本文將對(duì)脂多糖（LPS）的來(lái)源、結(jié)構(gòu)、功能及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路加以綜述，闡明LPS在肝纖維化形成發(fā)展過(guò)程中的作用。

1 LPS的來(lái)源、結(jié)構(gòu)及功能

1890年，Pfeiffer等[1]發(fā)現(xiàn)了一種與細(xì)菌外毒素不同的分子，其具有熱穩(wěn)定性，可與菌體緊密結(jié)合，只有在細(xì)菌破壞崩解后才釋放毒素發(fā)揮致病作用，因而被命名為內(nèi)毒素。研究人員發(fā)現(xiàn)，內(nèi)毒素是革蘭氏陰性菌外膜成分，是細(xì)菌生長(zhǎng)和生存所必需的物質(zhì)，是一類含不同糖類（碳水化合物）、脂肪酸、氨基酸及磷酸鹽的兩極分子。因?yàn)槎嗵呛椭愂沁@些成分中最早被確定的，所以內(nèi)毒素也被稱為L(zhǎng)PS。LPS分子由化學(xué)及生物性質(zhì)不同的3個(gè)部分組成，即O抗原多糖鏈、核心多糖和類脂A，其中類脂A是LPS的毒性和生物活性中心[2]。LPS最外層的O抗原由若干重復(fù)的多糖側(cè)鏈組成，其變異性最大，能與相應(yīng)抗體起特異性反應(yīng)，決定革蘭氏陰性菌的種型特異性[3]。最內(nèi)層的類脂A是由2個(gè)葡萄胺、磷酸鹽和一定量的脂肪酸構(gòu)成，可與血清蛋白，如LDL、HDL和LPS結(jié)合蛋白（LBP）等結(jié)合，可刺激巨噬細(xì)胞和單核細(xì)胞釋放炎癥介質(zhì)，激活不依賴抗體的補(bǔ)體經(jīng)典途徑[4-5]。LPS引起的生物學(xué)效應(yīng)有以下幾個(gè)方面：①與機(jī)體組織、細(xì)胞結(jié)合，直接導(dǎo)致細(xì)胞損傷，刺激巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞等釋放炎性介質(zhì)和酶等[6]；②可激活補(bǔ)體和B細(xì)胞，是一種較強(qiáng)的有絲分裂原，在免疫系統(tǒng)中起佐劑的作用[7-8]；③作用于凝血和纖溶系統(tǒng)，激發(fā)播散性凝血[9]；④可引起發(fā)熱、休克和致死等。

2 LPS/TLR4信號(hào)通路在肝纖維化中的作用

在LPS引起的炎癥反應(yīng)過(guò)程中，LPS首先與LBP結(jié)合，LBP具有轉(zhuǎn)運(yùn)功能，負(fù)責(zé)將LPS運(yùn)送到細(xì)胞膜上與CD14結(jié)合，形成LPS-LBP-CD14復(fù)合物。LPS可通過(guò)該復(fù)合物作用于TLR4，觸發(fā)細(xì)胞內(nèi)信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)，而最終導(dǎo)致核因子-κB（NF-κB）、活化蛋白-1（AP-1）等轉(zhuǎn)錄因子活化，從而誘導(dǎo)一系列基因的活化與表達(dá)[10]。在肝纖維化實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃透斡不颊咧?，血漿LPS水平均升高[11-13]。Wiest等[14]的研究認(rèn)為，腸道動(dòng)力學(xué)改變、腸道菌群失調(diào)、腸黏膜完整性破壞以及免疫應(yīng)答受抑制都會(huì)使腸黏膜屏障被破壞，而引起細(xì)菌遷移增加，并在肝纖維化和肝硬化晚期，血漿LPS水平顯著上升。有些研究報(bào)道，在進(jìn)展性肝硬化中，通過(guò)有益菌種或抗生素調(diào)節(jié)腸微生物群能有效阻止細(xì)菌遷移和特發(fā)性細(xì)菌性腹膜炎的發(fā)生[15]。抗生素可預(yù)防由四氯化碳及膽堿不足引起的肝損傷和肝纖維化，LPS可通過(guò)MCCD促進(jìn)肝纖維化發(fā)生[16]。用非吸收性廣譜抗生素處理小鼠后發(fā)現(xiàn)，膽管結(jié)扎的小鼠其肝臟明顯較少發(fā)生纖維變性反應(yīng)[17]。Velayudham等[18]研究發(fā)現(xiàn)，VSL#3（一種益生菌）可通過(guò)調(diào)節(jié)膠原表達(dá)和抑制TGF-β信號(hào)通路，預(yù)防MCCD引起的肝纖維化發(fā)生。

Paik[5]等發(fā)現(xiàn)，在活化的人HSC中可表達(dá)TLR4及其共受體MD2和CD14。LPS刺激HSC可引起NF-κB和JNK/AP-1信號(hào)通路的強(qiáng)烈活化，促進(jìn)細(xì)胞表面黏附分子ICAM-1和VCAM-1的表達(dá)，并誘導(dǎo)炎癥趨化因子IL-8和MCP-1的產(chǎn)生[19]。通過(guò)抑制NF-κB活化能夠完全阻斷LPS所誘導(dǎo)的IL-8的分泌，同時(shí)使JNK失活也可以部分抑制IL-8的產(chǎn)生，這表明NF-κB和JNK活化在HSC的TLR4信號(hào)通路中起關(guān)鍵作用。Seki等[20]的研究證實(shí)，在LPS誘導(dǎo)的肝纖維化中，Bambi過(guò)表達(dá)能抑制TGF-β信號(hào)通路，而顯性陰性型Bambi則促進(jìn)TGF-β信號(hào)通路。激活素的跨膜抑制劑是TGF-β信號(hào)通路的偽受體，是一種跨膜蛋白，與TGF-βⅠ型受體的胞外區(qū)結(jié)構(gòu)相似，可以競(jìng)爭(zhēng)性地與Ⅱ型受體結(jié)合，誘導(dǎo)配體TGF-β超家族成員（TGF-β、骨形態(tài)發(fā)生蛋白、激活素等）形成配體受體復(fù)合物，由于Bambi缺乏胞內(nèi)區(qū)的絲氨酸/蘇氨酸激酶結(jié)構(gòu)域，而不能使胞質(zhì)區(qū)的Smad蛋白被磷酸化而激活，從而阻斷TGF-β家族的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)[21]，因此，在HSC中TLR4介導(dǎo)的Bambi下調(diào)會(huì)加強(qiáng)TGF-β信號(hào)通路。Huang等[22]對(duì)慢性丙型肝炎患者作了一種基因的功能基因組掃描分析，總結(jié)出了肝硬化程度風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估圖表，其中包括7種單核苷酸多態(tài)性（SNPs），可通過(guò)這種肝硬化程度風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估推測(cè)出患者肝硬化的進(jìn)展程度。一種有抗纖維化作用的TLR4的CC等位基因發(fā)生變異，它也是7種SNPs中較常用的[23]。在隨后的研究中，研究人員進(jìn)一步檢測(cè)了這些SNPs與HSC之間的功能連接。將TLR4缺陷小鼠HSC和與TLR4 D299G或T3991互補(bǔ)DNAs重組的人HSC系LX-2用于實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)與野生型小鼠相比，前兩者對(duì)LPS的反應(yīng)性都很低；表現(xiàn)為L(zhǎng)PS誘導(dǎo)炎癥細(xì)胞因子和炎性趨化因子的表達(dá)和分泌減少，Bambi表達(dá)上調(diào)，NF-кB熒光素酶受體活性減弱[23]。此外，在TLR4-/-HSC、Myd88-/-HSC和表達(dá)D299G或T399I SNPs小鼠HSC中，分別由NF-κB、胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶（ERK）及磷脂酰肌醇3激酶的通路抑制劑誘導(dǎo)的凋亡和細(xì)胞自發(fā)性凋亡明顯增多[24]。

3 小結(jié)

在LPS引起的炎癥反應(yīng)過(guò)程中，LPS與LBP、CD14結(jié)合后可形成LPS-LBP-CD14復(fù)合物，LPS通過(guò)該復(fù)合物作用于TLR4，通過(guò)激活NF-κB和JNK信號(hào)途徑，可上調(diào)一些炎癥趨化因子（如IL-8、MCP-1）和細(xì)胞表面黏附分子（ICVM-1和VCAM-1）的表達(dá)。TLR4是革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁成分LPS的特異性受體，在HSC活化中具有重要作用，能促進(jìn)肝臟炎癥發(fā)生和纖維化形成。TLR4誘導(dǎo)的HSC活化和增敏可能在肝臟炎癥和肝纖維形成之間起重要的鏈接作用。

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（收稿日期：2014-05-09 本文編輯：許俊琴）