朱其榮，喻雪琴，陳芳，陳星，戢敏，梅怡晗，梅小平

(1川北醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院，四川南充637000；2首都醫(yī)科大學(xué))

肝纖維化是由多種慢性致病因素所致肝損傷或炎癥后，肝組織修復(fù)過程中細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)過度沉積所致的病理過程與結(jié)果[1]。在肝組織慢性損傷、炎癥與修復(fù)過程中，ECM生成增加與降解減少、ECM過度沉積，是導(dǎo)致肝纖維化發(fā)生的根本原因。引起ECM產(chǎn)生與過度沉積的最重要細(xì)胞是活化的肝星狀細(xì)胞(HSCs)，其中眾多細(xì)胞信號通路參與了HSCs的激活、增生及肝纖維化的發(fā)生。對參與肝纖維化發(fā)生的相關(guān)信號通路進(jìn)行阻斷有助于延緩或阻斷肝纖維化的發(fā)生，達(dá)到防治肝纖維化的目的?，F(xiàn)就部分信號通路參與肝纖維化發(fā)生機制中的作用進(jìn)行初步綜述。

1 轉(zhuǎn)化生長因子-β(TGF-β)/Smad信號通路對肝纖維化發(fā)生的影響

TGF-β是一簇有多生物活性的蛋白質(zhì)，包括TGF-β、抑制素、骨形成蛋白(BMP)和活化素。TGF-β至少有5種異構(gòu)體，包括TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3、TGF-β4、TGF-β5，與肝纖維化發(fā)生有密切關(guān)系的是TGF-β1[2]，也是目前公認(rèn)最重要的致肝纖維化因子[3]。TGF-β1分布于動物組織細(xì)胞內(nèi)，在骨組織和血小板中豐度最高，正常肝組織中TGF-β低水平表達(dá)，在受損或炎癥肝組織中TGF-β高表達(dá)，是導(dǎo)致肝組織ECM形成或肝纖維化發(fā)生的關(guān)鍵因素。TGF-β產(chǎn)生的信號要傳至細(xì)胞核內(nèi)的下游信號分子是Smad蛋白，TGF-β是誘導(dǎo)和促進(jìn)肝纖維化發(fā)生的最重要的細(xì)胞因子之一，TGF-β信號通路中具有轉(zhuǎn)錄激活作用的胞內(nèi)信號分子是Smad蛋白質(zhì)，Smad蛋白質(zhì)是TGF-β細(xì)胞內(nèi)激酶的惟一底物，是TGF-β從膜受體到細(xì)胞核內(nèi)基因信號傳導(dǎo)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和TGF-β/Smad信號通路的主要組成部分，對TGF-β/Smad信號通路活化狀態(tài)的激活、維持發(fā)揮作用[4]。

1.1 TGF-β/Smad對肝細(xì)胞再生的抑制作用 細(xì)胞再生是肝組織修復(fù)的重要形式。研究發(fā)現(xiàn)，TGF-β能有效抑制肝細(xì)胞再生[5]，同時TGF-β可誘導(dǎo)上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)換，促進(jìn)肝纖維化發(fā)生[6]。Bi等[7]研究發(fā)現(xiàn)，TGF-β是誘導(dǎo)和促進(jìn)上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)換而導(dǎo)致肝纖維化發(fā)生發(fā)展的重要因子，促使肝細(xì)胞轉(zhuǎn)化為間質(zhì)細(xì)胞而導(dǎo)致膠原纖維高表達(dá)。研究結(jié)果顯示，肝臟干細(xì)胞在用TGF-β激活后，其cAMP、Smad3、Smad7水平在8 h后表達(dá)增高，24 h后恢復(fù)正常，表明TGF-β可活化cAMP/Smad通路，參與肝纖維化的發(fā)生發(fā)展過程[8]。研究證實，TGF-β通過TGF-β/Smad信號通路阻止了肝細(xì)胞生長，進(jìn)而誘導(dǎo)和促進(jìn)前體細(xì)胞間質(zhì)轉(zhuǎn)化，從而導(dǎo)致ECM高表達(dá)與過度沉積，導(dǎo)致肝纖維化發(fā)生。

1.2 TGF-β/Smad促進(jìn)HSCs活化與增殖 機體間質(zhì)細(xì)胞、成纖維母細(xì)胞高豐度表達(dá)是HSCs活化、增殖的結(jié)果，也會導(dǎo)致ECM高表達(dá)，這是慢性肝病發(fā)生纖維化最重要的發(fā)生機制。TGF-β通過TGF-β/Smad信號通路來實現(xiàn)HSCs活化、增殖及轉(zhuǎn)化為間質(zhì)細(xì)胞、成纖維母細(xì)胞的作用，從而導(dǎo)致ECM高表達(dá)而發(fā)生肝纖維化。研究發(fā)現(xiàn)，TGF-β、IL-13對肝纖維化的發(fā)生具有調(diào)控作用，TGF-β通過活化TGF-β/Smad通路來激活HSCs，IL-13通過活化JAK-STAT6信號通路來活化HSCs等達(dá)到促肝纖維化的發(fā)生。另外，TGF-β也可直接激活HSCs，還可通過其他細(xì)胞因子間接激活HSCs。Nagaraja等[9]研究結(jié)果顯示，TGF-β可通過激活MAPK/Smad通路來促進(jìn)結(jié)締組織生長因子(CTGF)高表達(dá)，CTGF也是一種致肝纖維化因子，HSCs是CTGF的主要來源，CTGF本身可直誘導(dǎo)HSCs激活、增殖，促進(jìn)活化的HSCs合成及分泌高表達(dá)的ECM。同時研究發(fā)現(xiàn)，TGF-β還可上調(diào)內(nèi)皮素，高表達(dá)的內(nèi)皮素可誘導(dǎo)、促進(jìn)TGF-β激活Smad1、Smad5，使HSCs激活后標(biāo)志物α-平滑肌肌動蛋白(α-SMA)高表達(dá)，顯示TGF-β具有激活、增殖HSCs的作用，活化增殖后的HSCs可促進(jìn)各種致肝纖維化因子高表達(dá)，促進(jìn)肝纖維化的發(fā)生發(fā)展。

2 果蠅翅膀邊緣缺刻基因(Notch)信號通路對肝纖維化發(fā)生的影響

Notch信號為一高度保守的信號通路，存在于多物種之中，介導(dǎo)細(xì)胞間信號傳導(dǎo)，調(diào)控組織器官發(fā)育與細(xì)胞活化、增殖、分化及凋亡。Notch信號通路有個4受體(Notch1、Notch2、 Notch3、Notch4)和5個配體，成人正常肝組織與外周血中均可檢出Notch1、Notch2、Notch3、Notch4受體表達(dá)。

2.1 Notch信號通路對HSCs活化的影響 肝組織炎癥時高表達(dá)的細(xì)胞因子是致HSCs激活而發(fā)生肝纖維化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。研究發(fā)現(xiàn)，在對正常大鼠肝臟中分離的原代HSCs與被激活的HSCs進(jìn)行對比研究發(fā)現(xiàn)，Notch受體和配體表達(dá)水平差異明顯，在未激活的HSCs中未檢出Notch配體Jag1表達(dá)，在肝細(xì)胞及活化的HSCs中可檢出Jag1表達(dá)，顯示未活化的HSCs需要提供Notch配體才能檢出Jag1表達(dá)，并達(dá)到激活與維持Notch信號通路的有效性。研究發(fā)現(xiàn)，未活化的HSCs中，Notch受體Notch1、Notch2、Notch4及其靶基因高表達(dá)；激活HSCs后，Notch1、Notch2、Notch4及其靶基因水平下降，以Notch1下調(diào)為著[10]；隨著HSCs激活與高表達(dá)，Notch受體中的Notch3高表達(dá)。研究發(fā)現(xiàn)，Notch3與HSCs激活、增殖關(guān)系密切[11,12]。對大鼠肝臟纖維化模型研究發(fā)現(xiàn)，肝纖維化組織中α-SMA、Notch3、Jagged1水平高表達(dá)。結(jié)果顯示，降低、抑制、阻斷Notch3水平可抑制HSCs激活，Notch3僅作為Notch通路中的上游靶基因之一，其下游靶基因眾多，對Notch3干預(yù)后，其Notch信號通路可表現(xiàn)多效性特點，因此，僅通過降低、抑制、阻斷Notch3來阻斷HSCs的激活以達(dá)到防治肝纖維化的目的尚不現(xiàn)實，家族Notch信號通路與HSCs活化間關(guān)系也不十分清楚，有待進(jìn)一步探索。

2.2 Notch與相關(guān)信號通路協(xié)同對HSCs活化的影響

2.2.1 Notch與TGF-β/Smad信號通路協(xié)同對HSCs活化的調(diào)節(jié) 初步研究發(fā)現(xiàn)，Notch與TGF-β信號通路對HSCs活化具有一定協(xié)同作用，TGF-β下游分子Smad3可結(jié)合Notch信號通路的下游分子CSL，同時本身也要結(jié)合該信號通路的靶基因啟動因子上的Smad，TGF-β具有協(xié)同、增強Notch信號作用，通過激活Smad2、Smad3蛋白，促進(jìn)其與Notch信號通路的下游分子直接作用，結(jié)合Hes1基因的啟動子，促進(jìn)Hes1基因高表達(dá)[13]；另外Notch信號通路可提高Smad2/3磷酸化水平，促進(jìn)Smad3蛋白高表達(dá)，延長Smad3蛋白半衰期，上調(diào)TGF-β/Smad靶基因表達(dá)，通過Notch與TGF-β/Smad信號通路的協(xié)同作用，可顯著上調(diào)α-SMA水平。若α-SMA水平下調(diào)，HSCs的活化能力下降，在抑制Notch信號通路后，α-SMA水平下調(diào)明顯，達(dá)到阻斷HSCs活化的作用[14]。

2.2.2 Notch與果蠅無翅基因(Wnt)信號通路協(xié)同對HSCs活化的影響 研究發(fā)現(xiàn)，Wnt信號通路能誘導(dǎo)、促進(jìn)HSCs激活。通過研究靜止期與激活后原代HSCs中Wnt受配體及其下游分子的表達(dá)水平發(fā)現(xiàn)，Wnt信號通路的受配體及其下游分子在活化的HSCs中水平上調(diào)明顯[15]，活化Wnt信號通路后，ECM水平上調(diào)；在使用內(nèi)源性阻斷劑DDK1阻斷和抑制Wnt信號通路后，ECM表達(dá)水平無明顯變化；結(jié)果顯示，激活Wnt信號通路能有效誘導(dǎo)、促進(jìn)HSCs活化。研究發(fā)現(xiàn)，在活化的HSCs中的Wnt信號強表達(dá)時，Notch信號通路為強信號或高表達(dá)；在阻斷Wnt信號通路后，Notch信號表達(dá)顯著下調(diào)，顯示W(wǎng)nt信號對Notch信號通路有協(xié)調(diào)作用[16]，但在HSCs中Notch與Wnt信號通路的協(xié)同機制尚不清除。

3 Wnt信號通路對肝纖維化發(fā)生的調(diào)節(jié)作用

研究結(jié)果顯示，Wnt信號通路與HSCs活化、增殖及肝纖維化發(fā)生密切相關(guān)[17]。Ma等[18]研究發(fā)現(xiàn)，用CCL4誘導(dǎo)大鼠模型組的肝纖維化程度及炎癥較人類尿激酶纖溶酶原激活物誘導(dǎo)大鼠模型組重，人類尿激酶纖溶酶原激活大鼠模型組中經(jīng)典Wnt信號通路中信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子β-catenin蛋白及非經(jīng)典Wnt蛋白Wnt4、Wnt5a 表達(dá)水平下調(diào)明顯，表明人類尿激酶纖溶酶原激活物抗纖維化作用可能與經(jīng)典 Wnt和非經(jīng)典 Wnt通路相關(guān)。

3.1 經(jīng)典 Wnt 信號通路與肝纖維化 研究發(fā)現(xiàn)，活化的HSCs細(xì)胞核內(nèi)β-catenin水平高表達(dá)，si-RNA阻斷β-catenin后可漸低膠原纖維水平，降低β-catenin在HSCs中水平，可阻斷HSCs激活及膠原纖維產(chǎn)生，表明β-catenin在肝纖維化發(fā)生發(fā)展中起到了關(guān)鍵作用，抑制、阻斷經(jīng)典Wnt/β-catenin信號通路可能是抗肝纖維化治療的關(guān)鍵[19]。Yu等[20]研究結(jié)果顯示， RNA-17-5P高表達(dá)可促進(jìn)HSCs活化與增殖，減緩HSCs凋亡。研究顯示，在活化的HSCs中β-catenin蛋白及β-catenin mRNA表達(dá)水平上調(diào)，用青蒿琥酯作用于活化的HSCs后β-catenin蛋白與β-catenin mRNA水平顯著下調(diào)，促進(jìn)活化的HSCs凋亡，降低ECM表達(dá)水平，可有效阻止肝纖維化的發(fā)生發(fā)展[21]。

3.2 非經(jīng)典Wnt信號通路與肝纖維化 研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)典Wnt/β-catenin信號通路中Wnt蛋白配體、FZ受體等細(xì)胞因子缺乏，不能檢出細(xì)胞內(nèi)β-catenin水平[22]。而非經(jīng)典Wnt信號通路在HSCs的活化及肝纖維化進(jìn)展中發(fā)揮調(diào)控作用，細(xì)胞內(nèi)非經(jīng)典Wnt蛋白Wnt5a水平上調(diào)明顯，導(dǎo)致ECM產(chǎn)生及沉積增加，促進(jìn)活化的HSCs凋亡，抑制肝纖維的發(fā)生發(fā)展。研究發(fā)現(xiàn)，非經(jīng)典Wnt信號通路中的Wnt/Ca2+通路和PCP信號通路參與了HSCs的激活，膽管結(jié)扎與CCl4所致大鼠肝纖維化模型中的Wnt5a及FZ受體水平顯著高于非肝纖維化組Wnt5a及FZ受體水平，顯示W(wǎng)nt5a參與了活化的HSCs轉(zhuǎn)化為成肌纖維細(xì)胞過程，在沉默Wnt5a后，ECM的產(chǎn)生及表達(dá)水平顯著下調(diào)，表明非經(jīng)典Wnt5a蛋白及非經(jīng)典Wnt信號通路在HSCs激活及肝纖維化發(fā)展中發(fā)揮調(diào)控作用[23]。

4 Hedgehog信號通路對肝纖維化發(fā)生的影響

研究發(fā)現(xiàn)，Hedgehog信號通路對損傷組織的細(xì)胞分化、遷移、增殖及修復(fù)發(fā)揮調(diào)控作用[24,25]。肝纖維化是肝組織ECM過度沉積的病理結(jié)果，HSCs活化、增殖與凋亡延緩是肝纖維化發(fā)生的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。Hedgehog信號通路與HSCs活化、增殖及肝纖維化發(fā)生關(guān)系密切，Hedgehog信號通路持續(xù)活化可誘導(dǎo)和促進(jìn)受損肝組織再生與ECM形成，促進(jìn)肝纖維化的發(fā)生。

4.1 Hedgehog信號通路與HSCs活化 研究發(fā)現(xiàn)，Hedgehog信號通路與HSCs活化相關(guān)。Gli作為Hedgehog信號通路的下游轉(zhuǎn)錄調(diào)控基因，對HSCs活化發(fā)揮調(diào)控作用。結(jié)果顯示，活化的HSCs中，Hedgehog信號通路被活化，阻斷與抑制可明顯抑制HSCs激活與增殖。通過在CCl4及膽管結(jié)扎誘導(dǎo)的大鼠肝損傷模型中發(fā)現(xiàn)，活化的Hedgehog通路能使HSCs來源的肌成纖維細(xì)胞聚集、增生，導(dǎo)致ECM高表達(dá)，促進(jìn)肝纖維化發(fā)生；阻斷或抑制Hedgehog信號通路能明顯改善大鼠肝組織纖維化程度。Chen等[26]研究發(fā)現(xiàn)，Hedgehog信號通路可通過調(diào)控HSCs糖酵解來調(diào)節(jié)HSCS活化程度達(dá)到調(diào)控ECM產(chǎn)生。骨橋蛋白(OPN)是肝纖維化時ECM的骨架，Syn等[27]、Pritchett等[28]通過對非酒精性脂肪性大鼠肝纖維化模型及人部分切除肝臟患者的肝組織研究發(fā)現(xiàn)，激活Hedgehog信號通路后OPN水平高表達(dá)，活化的HSCs水平高表達(dá)，α-SMA水平顯著增加，ECM產(chǎn)生與沉積明顯，表明Hedgehog信號通路活化可促進(jìn)肝纖維化的發(fā)生，Hedgehog信號通路對HSCs活化具有明顯促進(jìn)作用，抑制Hedgehog信號通路活性可抑制HSCs活化、增殖并促進(jìn)HSCs凋亡，認(rèn)為調(diào)控Hedgehog信號通路對阻斷肝纖維化發(fā)生可能有一定治療作用。

4.2 Hedgehog信號通路對上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)的影響 在對肝組織慢性炎癥的修復(fù)中，肌成纖維細(xì)胞(MFs)存在于EMT間，也存在間質(zhì)-上皮轉(zhuǎn)化(MET)中，即MFs被誘導(dǎo)促進(jìn)轉(zhuǎn)化為肝細(xì)胞和靜息狀態(tài)下的HSCs，這也是肝纖維化的發(fā)生機制之一，特別是MET對肝纖維化的影響日益受到關(guān)注。Miao等[29]研究結(jié)果顯示，肌成纖維細(xì)胞中Smo蛋白是HSCs的主要來源并調(diào)控HSCs的活化與MET及EMT轉(zhuǎn)化，是促進(jìn)肝上皮再生的主要因子，活化的Hedgehog信號通路能促進(jìn)淤膽性肝病患者及肝纖維化大鼠模型膽管上皮細(xì)胞EMT作用，肌成纖維細(xì)胞樣肝星狀細(xì)胞(MF-HSCs)可在釋放Hedgehog信號通路配體后激活膽管上皮細(xì)胞趨化因子，促進(jìn)OPN高表達(dá)而致肝纖維化的發(fā)生，表明Hedgehog信號通路可多途徑調(diào)控HSCs對EMT的轉(zhuǎn)化，達(dá)到調(diào)控肝纖維化發(fā)生的作用。

綜上所述，在已有與肝纖維化發(fā)生相關(guān)的信號通路中，TGF-β/Smad信號通路幾乎參與肝臟疾病全過程；TGF-β是導(dǎo)致HSCs活化的最強因子，Wnt信號通路是當(dāng)今研究熱點。與肝纖維化發(fā)生相關(guān)的信號通路眾多，各信號通路間相互關(guān)系復(fù)雜，研究信號通路間的關(guān)鍵因子與關(guān)系，抑制與阻斷HSCs激活與增殖，促進(jìn)HSCs凋亡是治療肝纖維化發(fā)生發(fā)展的新思路。單一信號通路或者細(xì)胞因子作用不足以導(dǎo)致肝纖維化發(fā)生；多信號通路及細(xì)胞因子作用后將刺激信號傳遞至靶細(xì)胞，加之細(xì)胞因子間與信號通路間存在相互影響，導(dǎo)致肝纖維化發(fā)生過程復(fù)雜多變。對與肝纖維化發(fā)生相關(guān)的信號通路研究，有利于對肝纖維化發(fā)生機制的了解，也為肝纖維化防治提供干預(yù)路徑。各信號通路在肝纖維化中的確切機制有待進(jìn)一步探索，各信號通路間的相互調(diào)控機制需進(jìn)一步研究。