肝星状细胞与肝癌的研究进展

徐向南 肖永胜 樊嘉

（复旦大学附属中山医院肝癌研究所，上海 200032）

原发性肝癌（以下简称肝癌）是我国常见的恶性肿瘤之一，尽管在最近几十年对其的研究取得了可喜的进展，但肝癌的5年生存率仍只有5%左右。肝癌是在环境序贯作用下由一群正常细胞转化而来的遗传不均一的细胞群，肝癌细胞和间质成分构成的微环境在肝癌研究中日益被重视［1－2］。正确认识肝癌微环境并把握肝癌细胞与间质相互作用的机制，对于认识肝癌起始、演进和转移的全过程具有重要意义［3］。在我国，大多数肝癌患者合并乙型肝炎病毒感染，慢性肝炎、肝纤维化和肝硬化是肝癌发生的重要危险因素。在肝炎、肝纤维化、肝硬化的进程中，肝星状细胞 （hepatic stellate cells，HSCs）的激活起着至关重要的作用［4－5］。HSCs也是构成肝癌微环境的主要间质细胞，本文拟对其在肝癌发生、进展中的作用作一综述。

1 HSCs的生理功能与病理作用

HSCs是肝脏重要的间质细胞，约占肝脏所有细胞的5%～8%，占肝脏所有非实质细胞的13%［6］。HSCs曾被称为Ito细胞、贮脂细胞、窦周细胞等，最初于1876年由Kupffer首次发现，后来Ito和Nemoto观察到肝窦状隙周围细胞含大量脂滴；1971年，Wake观察到了HSCs的自发荧光，用氯化金染色证实HSCs脂肪小囊泡富含维生素A；1996年美国肝病会议正式命名其为HSCs。20世纪末，Geerts和Friedman等建立HSCs分离纯化方法，为随后HSCs功能的分析提供了前提条件［7］。

HSCs主要位于肝脏Disse间隙内，形状不规则，其树突状突起附着于窦内皮细胞外表面、相邻肝细胞表面或伸入肝细胞之间。常规HE染色难以显示HSCs，免疫组织化学等方法可以对其定位。HSCs具有静息和激活两种状态。静止状态下的HSCs主要参与维生素A的动态平衡的维持，HSCs胞浆中含有类视黄醛物质的脂滴，贮存体内80%的维生素A；HSCs还可合成一定量的细胞外基质及少量的基质金属蛋白酶及其抑制剂，参与肝脏的三维结构的维持。当肝脏受到病毒感染等病理因素刺激时，HSCs增殖活化，转变为其活化形式——肌成纤维细胞，表现为细胞增殖、胞浆中视黄醛减少、表达α－平滑肌肌动蛋白、收缩性增加，并产生大量以I、III型为主的胶原以及纤维连接蛋白、蛋白聚糖类和葡糖氨基聚糖类，大量无序的细胞外基质堆积导致肝脏纤维化，并可进一步引起不可逆转的肝硬化［4－5，8］。

HSCs参与体内多种病理生理过程，其功能大致可以分为非免疫学功能和免疫调节功能。HSCs的非免疫学功能包括：参与维生素A的储存与代谢，支撑肝窦内皮细胞，调节肝窦血流、调节细胞外基质蛋白的产生和降解以及基质金属蛋白酶（MMP）及其抑制剂的生成，参与肝脏组织的修复和再生等。HSCs的免疫调节功能包括：抗原递呈，表达模式识别受体（包括调节免疫应答所需要的Toll样受体）、共刺激分子、细胞因子、趋化因子，调节T细胞应答等［9－11］。

2 HSCs通过非免疫学机制促进肝癌的发生与发展

近年来研究发现，HSCs的激活与肝细胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）的发生、发展有关，肝癌组织中变形的肝血窦与癌细胞之间HSCs数量明显增多，肝包膜下及坏死灶周边也可见较多的HSCs。癌巢内HSCs紧贴癌细胞表面，构成癌的间质成分［3］。分化程度为III～IV级的肝癌组织内活化的HSCs数量显著高于分化程度为I～II级者，伴有门静脉癌栓者肝癌组织内活化的HSCs数量显著高于无门静脉癌栓者［12］。Amann等［13］通过用培养过HSCs的条件培养基培养HCC细胞以及将HSCs与HCC细胞共同培养，发现活化的HSCs能够促进HCC细胞的生长、增殖和迁移，减少HCC中央坏死区的形成。活化的HSCs通过以下非免疫学机制促进HCC发生与发展：（1）促进肝硬化发生癌变。肝硬化是HCC发生过程中的主要危险因素，很多肝癌患者都有肝硬化的病史。Amann等［13］的研究表明，活化的HSCs能够影响肝硬化的癌变速度；（2）通过产生肌细胞增强因子－2（myocyte enhancer factor－2，MEF－2），募集II型组蛋白去乙酰化酶（histone deacetylases，HDACs）／乙酰基转移酶 （histone acetyl transferases，HATs）、破 坏HDACs／HATs的动态平衡，引起组蛋白乙酰化状态失调，从而促进HCC的发生、发展。Bai等［14］发现，HCC组织中HSCs活性增强且其分泌的MEF－2增多，对HDACs／HATs的募集作用明显增强，导致组蛋白H3、H4出现高度乙酰化；（3）激活内因子（NF－κB）和细胞外调节激酶（extracellular regulated kinase，ERK），促进肝癌细胞增殖和迁移。Amann等［13］的研究发现，将HSCs和HCC细胞共同培养时NF－κB和ERK的表达明显增强；（4）产生 MMP－2，增强细胞外基质的修复，从而促进HCC的发生发展。活化的HSCs是产生 MMP－2的主要细胞。MMP－2是肿瘤浸润和转移过程中细胞外基质发生修复的关键酶。MMP－2的活化受到膜型基质金属蛋白 酶－1（membrane type－matrix metalloproteinase－1，MT－MMP－1）和金属蛋白酶－2组织抑制剂（tissue inhibitor of metalloproteinase－2，TIMP－2）相互作用的影响。Théret等［15］发现，增加细胞外基质的修复能够促进HCC的发展进程；（5）表达A解聚素、金属蛋白酶（A disintegrin and metelloproteinase，ADAM）－9和 ADAM－12，进而促进 HCC的浸润和转移。Le Pabic等［16］的研究发现，活化的HSCs能够通过释放TGF－β上调ADAM－9和ADAM－12的表达，进而促进肝癌的浸润和转移。他们发现，在正常肝组织中检测不到ADAM－9和ADAM－12的表达，但是在 HCC及其转移灶中ADAM－9和ADAM－12的表达显著升高；同时他们还发现，ADAM－9和ADAM－12的表达上调与 MMP－2的表达密切相关，由此说明HSCs通过表达ADAM－9和ADMA－12促进 HCC的发展和转移；（6）分泌血管内皮细胞生长因子（VEGF）等可溶性因子促进肿瘤血管的生成。Jung等［17］发现，HSCs能够通过分泌多种可溶性前血管因子（pro－angiogenic factors，PAF），如IL－8、bFGF、VEGF 等，促 进HCC血管内皮增生，进而促进HCC的发展和转移；（7）分泌转化生长因子－β（transforming growth factor－β，TGF－β），抑制肝癌的发生与侵袭。Mikula等［18］研究表明，与激活的HSCs共移植的肝癌细胞的成瘤能力及侵袭力显著增加，激活的HSCs通过TGF－β依赖的形式参与肝癌的发生与侵袭。以上这些研究都从非免疫学功能角度提示，HSCs促进肝癌的发生与发展。

3 HSCs的负性免疫调节功能促进了肝癌的侵袭与转移

传统意义上的HSCs是“非免疫细胞”，是免疫调控的对象，如NK细胞直接杀伤活化的HSCs或诱导其凋亡，CD4＋T细胞通过分泌IL－10、IFN－γ等细胞因子调节HSCs合成细胞外基质。新近研究［19－21］则表明，HSCs表达多种免疫相关分子并分泌具有不同免疫调节功能的细胞因子，直接参与肝脏局部的免疫调控。HSCs的免疫抑制功能表现为产生抑制性细胞因子、诱导特异性细胞毒性T细胞凋亡、促进调节性 T细胞（Treg）扩增等［22］。肝脏受损时，HSCs被激活并向肌成纤维细胞转化，合成IL－10与 TGF－β，后两者具有免疫抑制作用［23］。复旦大学附属中山医院肝癌研究所的研究［24－25］表明，肿瘤内浸润的HSCs通过B7－H1／PD－1诱导T细胞的凋亡及低反应性，进而促进肝癌细胞的迁移与侵袭；活化的HSCs与Treg在数量上呈正相关，且与患者的不良预后密切相关。另有研究［26－27］发现，HSCs通过增加Treg抑制效应性T细胞的细胞毒作用，从而使HCC细胞逃避机体的免疫监视而迅速增殖。由此可见，HSCs的免疫抑制作用参与了肝癌的侵袭与转移。

4 HSCs在肝癌治疗中的潜在价值

Sano等［28］发现，合成的非环状维甲酸 NIK－333通过抑制HSCs的活化而抑制HCC的发生。另有研究［29］表明，18β－甘草次酸通过下调 HSCs的免疫抑制活性而抑制HCC的进展。此外，传统中药熊胆也可抑制HSCs所介导的免疫抑制作用［30］。熊果酸则可通过特异性诱导HSCs的凋亡缓解肝脏纤维化的进程［31］。上述能够影响HSCs活性的物质对于肝癌治疗均有潜在价值。

综上所述，HSCs构成肝癌的微环境，肝癌细胞能够诱导HSCs活化，活化的HSCs又能反作用于肝癌细胞，两者双向作用呈级联放大效应，形成利于肿瘤免疫逃逸的微环境，最终促进肿瘤生长、侵袭及转移。在目前的肝癌治疗方法的基础上，结合针对肿瘤间质中的HSCs的治疗，对于改善肝癌疗效具有潜在的临床意义。

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