詹 康

湖北民族大學(xué)科技學(xué)院醫(yī)學(xué)院(湖北 恩施 445000)

肝纖維化(Hepatic Fibrosis,HF)是肝臟受到損傷后各種刺激促使機(jī)體進(jìn)行自我修復(fù)的一種病理過程，具有修復(fù)和損傷雙重性并可能最終發(fā)展為肝硬化、肝癌等嚴(yán)重疾病，這一過程主要由受損肝組織中含有大量能夠激活肝星狀細(xì)胞(HSC)的因子[1]。在治療過程中如何減緩、停止、逆轉(zhuǎn)HF顯得尤為重要。HF是一個多種信號通路調(diào)控的病理過程，研究各信號通路對HF的影響，可以為治療提供一定的方向。近年來研究發(fā)現(xiàn)[2]多種信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路與HF的形成相關(guān)。本文對其進(jìn)行綜述，為研究HF的形成機(jī)制提供參考。

1 轉(zhuǎn)化生長因子-β(TGF-β)信號通路

HF是肝組織對損傷的修復(fù)反應(yīng)，細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)生成與降解不平衡所導(dǎo)致[2]。肝星狀細(xì)胞(HSC)的激活和增殖現(xiàn)被認(rèn)為是HF的核心步驟。實(shí)驗(yàn)證實(shí)[3]肝損傷誘導(dǎo)的活性TGF-β水平增強(qiáng)脂質(zhì)負(fù)載的肝細(xì)胞破壞并介導(dǎo)HSC和成纖維細(xì)胞活化，進(jìn)而導(dǎo)致ECM沉積。TGF-β被認(rèn)為是主要的成纖維細(xì)胞因子。在肝臟中，肝巨噬細(xì)胞包括Kupffer細(xì)胞是TGF-β的主要生產(chǎn)者，HSC也產(chǎn)生TGF-β，但程度較輕。雖然TGF-β1調(diào)節(jié)HSC活化的機(jī)制，主要認(rèn)為TGF-β1雙聚體首先會結(jié)合type II受體(TbR-II)，TbR-II會吸引并磷酸化type I受體(TbR-I)，磷酸化后的TbR-I受體吸引并磷酸化regulated SMAD(R-SMAD，Smad1-3)，磷酸化后的R-SMAD會結(jié)合common SMAD(coSMAD，Smad4)并形成異元二聚體，該異元二聚體進(jìn)入細(xì)胞核中作為多種ECM基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子，并在一些輔助因子的協(xié)助下，誘導(dǎo)I型和III型膠原的轉(zhuǎn)錄[3]。Li等[4]發(fā)現(xiàn)巖藻多糖在降低CCL4誘導(dǎo)的小鼠模型中的HF有顯著效果，其中TGF-β1的活性下調(diào)，同時(shí)Smad的磷酸化受到限制。并且在Baita等[5]使用5，7-二羥黃酮對CCL4誘導(dǎo)的HF小鼠模型治療中發(fā)現(xiàn)，HF與HSC活化都受到抑制，并且TGF-β活性與Smad的轉(zhuǎn)錄都顯著減弱。Lu等[6]檢測CCL4誘導(dǎo)HF小鼠模型中通過蛋白磷酸酶2A(PP2A)的消融阻礙Smad的激活，觀察到α-平滑肌肌動蛋白活化細(xì)胞的比例顯著降低，Smad信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路與HF有相關(guān)性。

2 絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)

MAPK信號通路調(diào)節(jié)不同的進(jìn)程,包括增殖、分化以及凋亡。MAPK是由3個連續(xù)激活的激酶組成的磷酸化系統(tǒng)的一部分，并且像其底物一樣，MAPK通過磷酸化受到調(diào)節(jié)。MAPK用作MAPK激酶(MKK)的磷酸化底物，MKK磷酸化激活MAPK并增加其催化其自身底物的磷酸化的活性。MAPK磷酸酶逆轉(zhuǎn)磷酸化并使MAPK返回?zé)o活性狀態(tài)。MKK在磷酸化特異性MAPK中是高度選擇性的。MKK激酶(MKKK)是磷酸化循環(huán)系統(tǒng)的第3個組分。MKKKs磷酸化和激活特異性MKK。MKKK選擇性地賦予其響應(yīng)于不同刺激的活化。細(xì)胞從環(huán)境中接受許多不同的刺激，具有許多不同MKKK使得細(xì)胞可以通過特異性MAPK途徑的激活響應(yīng)不同的刺激。肝組織受損導(dǎo)致微環(huán)境的變化激活MAPK信號通路在肝纖維化形成密切相關(guān)。MAPK主要包括5條并行的通路:ERK1/2、JNK/SAPK、p38、ERK3/ERK4和ERK5，而前三者被認(rèn)為是HF的主要途徑。并且在機(jī)體內(nèi)MAPK受多種細(xì)胞因子刺激而被激活。Yang等[7]通過鞣料云實(shí)素對血吸蟲誘導(dǎo)HF大鼠的治療中，驗(yàn)證了在p-Erk1/2下調(diào)的同時(shí)HSC增殖和Col III和α-SMA基因的表達(dá)受到抑制，從而提示其通路在HF中的作用。而在Radina等[8]使用GW501516刺激過氧化物酶體增殖物激活受體β/δ(PPARβ/δ)激活JNK通路導(dǎo)致CCL4模型中HF程度加重，提示JNK在HF的形成過程中有著重要作用。Liu等[9]對羥基花青黃A減輕CCL4和高脂肪飲食介導(dǎo)的HF中檢測到隨著血清生化指標(biāo)的改善，下調(diào)金屬蛋白酶抑制劑組織抑制因子的表達(dá)，p38的激活受到抑制增強(qiáng)。在實(shí)驗(yàn)中p38表現(xiàn)出與JNK同樣的效應(yīng)，提示MAPK在HF的形成過程中有著重要意義。

3 磷酸酰肌醇-3-激酶(PI3K)

PI3K是一種重要的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子。在細(xì)胞因子等激活特異性受體后，與其他含SH2結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì)類似，PI3K與活化受體上的p85亞單位形成復(fù)合物，使其p110亞單位磷酸化而激活。在HF中不乏能夠刺激PI3K信號通路的刺激信號，如PDGF、TGF-β、胰島素樣生長因子(IGF)與表皮生長因子(EGF)等。PI3K活化的主要功能是產(chǎn)生PIP3，其作為激活下游酪氨酸激酶Btk和Itk，Ser/Thr激酶PDK1和Akt(PKB)的第二信使。Akt活化的主要生物學(xué)功能可以分為3類：存活，增殖和細(xì)胞生長。HF中，其可能與控制HSC的細(xì)胞增殖和凋亡[10]。Wang等[11]研究表明microRNA-29b通過抑制PI3K/AKT途徑誘導(dǎo)HSC凋亡來預(yù)防HF形成。Zhang等[12]對脂多糖處理的t-HSC/Cl-6通過白藜蘆醇治療的研究中發(fā)現(xiàn)伴隨著PI3K的下調(diào)，α-SMA和I型膠原蛋白的生成受到抑制。Xiao等[13]通過靶向結(jié)合p85亞單位并抑制PI3K/Akt通路的活化，而LX-2的增殖與遷移明顯低于膽道閉鎖HF模型。通過針對PI3K/Akt通路的限制，HSC的活性也隨之下調(diào)，表明PI3K/Akt在HSC對HF的形成過程中有著重要作用。

4 核因子活化B細(xì)胞κ輕鏈增強(qiáng)子(NF-κB)

NF-κB是一種廣泛存在于各個細(xì)胞中的控制DNA轉(zhuǎn)錄的蛋白復(fù)合體。NF-κB是由p50與p65兩個亞單位組成的二聚體。在靜止?fàn)顟B(tài)下與自身抑制蛋白IκB結(jié)合為無活性的復(fù)合體。在接受細(xì)胞因子受體傳來刺激后，IκB激酶(IKK)被激活，進(jìn)而使IκB磷酸化并導(dǎo)致其與NF-κB解離，NF-κB就此活化轉(zhuǎn)位進(jìn)入細(xì)胞核，從而作用于相應(yīng)的增強(qiáng)子元件，影響多種細(xì)胞生物行為。當(dāng)HSC接受到腫瘤壞死因子α(TNF-α)、白細(xì)胞介素1(IL-1)、TGF-β等細(xì)胞因子、自由基、紫外線照射等諸多刺激都能激活NF-κB通路。Shen等[14]調(diào)查蝦青素對CCL4誘導(dǎo)HF的影響中發(fā)現(xiàn)蝦青素通過降低NF-κB和TGF-β1的表達(dá)并保持MMP2和TIMP1之間的平衡來抑制HSC的活化和ECM的形成。Sunami等[15]通過激活小鼠NF-κB信號傳導(dǎo)導(dǎo)致中度肝損傷、炎癥細(xì)胞的募集、肝細(xì)胞增殖，并且最終導(dǎo)致自發(fā)性HF。這種誘導(dǎo)在關(guān)閉核因子κB激酶β亞基基因表達(dá)后快速逆轉(zhuǎn)，但不減少HF。

5 Wnt信號通路

Wnt信號通路是由將信號通過細(xì)胞表面受體傳遞到細(xì)胞中的蛋白質(zhì)組成的一組信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。Wnt信號通路通過旁分泌或自分泌對細(xì)胞分化、凋亡等生命活動進(jìn)行調(diào)控。Wnt配體結(jié)合到Fz家族受體的N端胞外富含半胱氨酸的結(jié)構(gòu)域時(shí)，Wnt信號開始。然而，為了促進(jìn)Wnt信號傳導(dǎo)，可能需要共同受體、Wnt蛋白和Frizzled受體之間的相互作用。在受體激活時(shí)，信號被發(fā)送到位于細(xì)胞質(zhì)中的磷蛋白Dishevelled，該信號通過Frizzled和Dishevelled之間的直接交互傳輸，此后Wnt信號可以分支成多個途徑。3個Wnt信號通路已被表征:經(jīng)典Wnt通路、非經(jīng)典Wnt/平面細(xì)胞極化通路和非經(jīng)典Wnt/Ca2+通路。這3種途徑都通過Wnt蛋白配體結(jié)合到Frizzled家族受體上來激活，將生物學(xué)信號傳遞到細(xì)胞內(nèi)的Dishevelled蛋白。

經(jīng)典的Wnt通路調(diào)節(jié)特定基因轉(zhuǎn)錄；非經(jīng)典平面細(xì)胞極化通路調(diào)節(jié)細(xì)胞骨架從而控制細(xì)胞形狀；非經(jīng)典Wnt/Ca2+通路調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度。經(jīng)典Wnt途徑是導(dǎo)致細(xì)胞質(zhì)中β-連環(huán)蛋白積累的Wnt通路，并且其最終移位到細(xì)胞核中并與核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子Tcf/Lef結(jié)合，從而激活相關(guān)目的基因的表達(dá)。類別之間的區(qū)別是經(jīng)典途徑涉及β-catenin，而非經(jīng)典途徑獨(dú)立于其運(yùn)行。現(xiàn)認(rèn)為經(jīng)典Wnt在Wnt 3種通路影響HF形成過程中占主要地位。Madankumar等[16]發(fā)現(xiàn)桑色素抑制LX-2細(xì)胞經(jīng)典Wnt中GSK-3β，β-catenin和cyclin D1的表達(dá)并誘導(dǎo)細(xì)胞停滯在G1期。Zhang等[17]在研究甘根康改善CCL4誘導(dǎo)HF中檢測到在經(jīng)典wnt下調(diào)的過程中MMP-2、TIMP-1、α-SMA、I型與III型膠原蛋白的表達(dá)下降。

6 鞘氨醇-1-磷酸(S1P)/鞘氨醇激酶(SphK)

S1P是鞘脂代謝通路重要的代謝物之一，通過SphKs磷酸化鞘氨醇形成[18]，SphK分為ShpK1與ShpK2，肝臟中主要為ShpK2。S1P/ShpKs信號通路對于調(diào)節(jié)細(xì)胞的存活、增殖以及遷移具有重要作用。S1P可作為配體與細(xì)胞膜上特異的G蛋白耦聯(lián)受體結(jié)合,S1P受體(S1PR)包括S1P1、S1P2、S1P3、S1P4、S1P5，分別與不同的G蛋白(Gs、Gi、Gq和G12/13)偶聯(lián)進(jìn)而激活相應(yīng)的下游信號如：ERK、JNK、Rho與Rac、磷脂酶C(PLC)、腺苷酸環(huán)化酶AMP、PIP3，PI3K等。S1PR包括：S1PR1，S1PR2和S1PR3由小鼠和人中的多種組織表達(dá)，而S1PR4表達(dá)限于淋巴和造血組織，S1PR5表達(dá)限于中樞神經(jīng)系統(tǒng)[19]。

S1P也可以作為細(xì)胞內(nèi)第二信使，S1P參與包括細(xì)胞遷移、增殖、存活、凋亡、血管形成、細(xì)胞骨架形成及免疫調(diào)節(jié)等眾多生物學(xué)作用。同時(shí)多種外部因素刺激，包括PDGF，VEGF和TNF-α等刺激SphK1產(chǎn)生細(xì)胞內(nèi)S1P，以自分泌或旁分泌方式激活存在于附近細(xì)胞的表面上的S1PR。研究表明[20]S1P/SphKs信號通路在許多器官的纖維化中至關(guān)重要，其作用主要與TGF-b有關(guān)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)[21]SphK1和S1PR在由TGF-b介導(dǎo)的小鼠和人肺成纖維細(xì)胞的分化，心臟成纖維細(xì)胞產(chǎn)生的膠原蛋白。還已知S1P配體(S1PL)的過表達(dá)減弱TGF-b和S1P誘導(dǎo)的人肺成纖維細(xì)胞分化，且在小鼠中敲低S1PL的表達(dá)而增強(qiáng)了博萊霉素誘導(dǎo)的肺纖維化。S1P現(xiàn)在被公認(rèn)為纖維化疾病的關(guān)鍵調(diào)節(jié)劑，并且SphK1/S1P信號傳導(dǎo)的相關(guān)性已經(jīng)在HF，人纖維樣品和HSC的不同動物模型中顯示。并且S1P/S1PR軸已被證明在HF中I型膠原和III型膠原的產(chǎn)生是必不可少的。還有研究表明[22]服用褪黑素通過抑制S1P/Shpk通路能抑制HF。但是S1P/ShpK是通過怎樣的具體機(jī)制尚不明確，需要進(jìn)一步的深究。

7 總結(jié)

目前，HF的形成機(jī)制尚不清楚，但HSC在HF中的中心地位已被確立，由于HF過程復(fù)雜，并且是一個多種因子調(diào)控，所以研究的難度較大，各種信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路對于HSC的影響機(jī)制并不是非常明確，所以臨床對于HF的治療效果尚不盡人意。到目前為止，還沒有批準(zhǔn)的抗纖維化藥物。肝移植是目前治療肝硬化的重要治療方案，然而，肝臟供體的數(shù)量緊張。在這種形勢下，對于HF來龍去脈的了解便尤為重要，可以指明治療的未來方向，擴(kuò)大可用的治療手段，為更多患者帶來福音。雖然在各種慢性肝損傷中HSC的信號來源與去路能夠提供足夠多的信息，但在目前的研究進(jìn)展上還不盡人意，所以還有很長一段路要走。