导致肝纤维化发生和发展分子机制的研究进展

张明晓，杨 艳，方 峰

（洛阳职业技术学院，河南 洛阳 471000）

肝纤维化（liver fibrosis，LF）是肝脏对各种刺激造成的损伤进行自我修复的结果。这些刺激包括患者过量饮酒、发生病毒感染、使用损害肝脏的药物、接触毒物、发生胆汁淤积、罹患寄生虫病或代谢性疾病等。肝脏在修复损伤的过程中，细胞外基质（extracellular matrix，ECM）的产生和降解失衡，可导致细胞外基质过度沉积，进而可引发LF。LF 是许多慢性肝病发展到肝硬化的中间阶段。相关的研究结果显示，有25% ～40% 的LF 患者病情最终会发展为肝硬化甚至肝癌[1]。近年来，临床上对肝病的研究主要集中在逆转LF 方面。本文主要是分析导致LF 发生和发展的分子机制。

1 导致LF 发生的中心靶细胞

相关的研究结果显示，去除导致患者发生LF 的刺激后，其LF 有可能发生逆转[2]。肝星状细胞（hepatic stellate cell，HSC）是肝脏的非实质细胞，过去又被称为Ito 细胞、储脂细胞及窦周细胞等。HSC 位于肝细胞与窦内皮细胞之间的Disse 间隙内，呈梭形或多边形，胞浆内有多个富含维生素A 的脂滴，能合成、分泌多种胶原和细胞外基质[3]。在健康的肝脏组织中，HSC 处于相对静止的状态，其增殖活性低。HSC 的活化和增殖是导致LF 发生的中心环节。目前，HSC 已成为研究慢性肝病及LF 发病机制时医学界重点关注的靶细胞[4]。

2 导致LF 发生的靶细胞调控因子

HSC 是导致LF 发生的主要效应细胞，可与肝细胞、肝巨噬细胞、淋巴细胞、内皮细胞等相互作用，促进LF 的发生和发展[5]。要激活HSC 并维持其存活需要一些信号的调控[3]。而这些信号又受到多种因子的调控。这些因子可来自HSC 本身，也可来自其他细胞。HSC 本身可提供特殊的趋化信号，从而调控它们与炎症细胞之间的作用。这种信号调控作用既能发生在LF 期间，也能发生在LF 逆转期。凋亡的肝细胞能促进巨噬细胞分泌促炎性细胞因子和促纤维化细胞因子，使HSC 被激活[6]。巨噬细胞能维持激活的HSC 存活，从而增加肝脏内HSC 的数量。巨噬细胞能分泌CC- 趋化因子配体2（C-C motif chemokines ligand2，CCL2）、CC-趋化因子配体3（C-C motif chemokines ligand3，CCL3）、CC-趋化因子配体4（C-C motif chemokines ligand4，CCL4）、CC-趋化因子配体5（C-C motif chemokines ligand5，CCL5）、CC-趋化因子配体7（C-C motif chemokines ligand7，CCL7） 及CC- 趋 化 因 子 配 体8（C-C motif chemokines ligand8，CCL8），从而促进HSC 迁移。在肝脏纤维瘢痕附近常可发现巨噬细胞[7]。相关的研究结果显示，内皮细胞在激活HSC 及肝纤维化发生的过程中起着重要的作用[1]。在大多数器官中，内皮细胞从血管迁移到组织内不仅需要白细胞的配合，还会与周细胞形成功能性单位。HSC 是肝脏内特殊的周细胞。内皮细胞合成、分泌的部分细胞因子会激活HSC[8]。自然杀伤细胞（natural killer cell，NK）是人体内抵抗病毒感染的免疫细胞之一。NK 可杀伤激活的HSC，从而起到抑制LF 的作用[9-10]。但发生乙型肝炎病毒（hepatitis B virus，HBV）感染等会导致患者体内的NK 减少，从而使NK 无法起到有效抑制LF 的作用。不同淋巴细胞亚型在HSC 的激活和LF 的发展中也起到一定的作用。相关的研究结果显示，慢性肝损伤患者肝脏内淋巴细胞和HSC 的位置相近[11]。这说明，淋巴细胞和HSC 在功能上有交联。2 型固有淋巴细胞（innate lymphoid cells2，ILC2）是固有淋巴细胞的一个亚群。LFU 患者肝脏内的ILC2可 分 泌IL-13 等 辅 助 型T 细 胞（T helper cell，TH） 因子，激活信号传导及转录活化因子6（signal transducer and activator of transcription6，STAT6），从而激活HSC[12]。

在过去的几十年中，有大量的文献阐述了炎症反应、活性氧（reactive oxygen species，ROS）与LF 之间的关系。HSC 的活化受炎症细胞和炎症因子的影响。在肝脏受到损伤时，肝巨噬细胞被激活，释放大量的炎症介质及趋化因子，将其他炎症细胞聚集于损伤的部位，促使转化生长因子β（transforming growth factor-β，TGF-β）、血小板源性生长因子（platelet derived growth factor，PDGF）、成纤维细胞生长因子（fibroblast growth factor，FGF）及白细胞介素-6（interleukin6，IL-6）等细胞因子的水平升高，进而导致HSC 活化[13]。此外，肝巨噬细胞释放的ROS 可直接刺激HSC 活化、增殖。

HSC 具 有 完 整 的Toll 样 受 体4（toll-like receptor 4，TLR4）信号通路。TLR4 信号的活化可上调炎症因子和趋化因子的水平，使炎症细胞聚集到肝脏中，从而使HSC 被激活。HSC 可通过TLR4 信号途径下调骨形态发生蛋白激活素膜结合抑制剂（bone morphogenetic protein and activin membrane-bound inhibitor，BAMBI） 的 表 达，使HSC 对TGF-β 介导的信号传导途径更加敏感，增强TGF-β 激活HSC 的作用[12]。由巨噬细胞产生的白细胞介素1β（interleukin1β，IL-1β）是一种炎症细胞因子。IL-1β 能参与毒性、酒精性、非酒精性诱导的LF。IL-1β能间接上调基质金属蛋白酶抑制剂1（tissue inhibitor of metalloproteinase1，TIMP1）的水平，下调BAMBI 的水平，从而激活HSC[14]。IL-1β 还能延长HSC 存活的时间。

氧化应激反应可诱导HSC 活化。核因子-E2相关因子2（nuclear factor erythroid 2-related factor 2，Nrf2）是 细胞防御氧化应激的重要转录因子，是维持细胞内氧化还原稳态的中枢调节因子。Nrf2 能与抗氧化反应元件相结合，增加细胞的抗氧化能力，在细胞抵御外源性和内源性氧化应激反应时起到重要的作用。在氧化应激条件下，HSC 内的Nrf2 会发生核转位，发挥其抗氧化的作用。LF 患者肝脏内的抗氧化系统失衡，无法通过上调Nrf2 的水平起到抗氧化的作用，从而无法抑制HSC 的活化。活化的巨噬细胞可产生大量的ROS。ROS 是激活核转录因子κB（nuclear transcription factor-κB，NF-κB）的主要介质，是调控炎症和细胞死亡的关键因子。NF-κB 活化会加重四氯化碳诱导的HSC 活化[15]。高迁移率族蛋白（high mobility group protein，HMGB1）是Johns 在20 世纪60 年代发现的一种蛋白，因其在聚丙烯酰胺凝胶电泳中游动较快而得名。HMGB1 可通过主动和被动两种方式释放到细胞外。巨噬细胞和内皮细胞在受到脂多糖（Lipopoly saccharide，LPS）、白细胞介素1（interleukin，IL-1）及肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor,TNF）等致炎症细胞因子刺激后，可主动释放HMGB1[14]。HMGB1 是一种炎症介质，可作用于炎症细胞，使炎症细胞分泌相关因子，导致HSC 活化。HMGB1可直接提高肝脏内肌动蛋白的水平，抑制基质金属蛋白酶2（matrix metallopeptidase 2，MMP2）的活性[15]。相关的研究结果显示，原位肝移植患者在排斥移植物时，其体内的HMGB1 会显著增加HSC 的数量和细胞外基质沉积，并可将HSC 转化为肌成纤维细胞，促使LF 的发生。

3 小结

LF 在发生和发展的过程中有多种细胞和因子的参与。这些细胞和因子使LF 的发生和发展变得非常复杂。了解导致LF 发生的分子机制有利于相关学者发现逆转LF 的方法，从而为临床治疗肝硬化、肝癌及肝衰竭提供参考。