临床肝胆病杂志 2011年 第27卷 第3期
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钟 巍,谢渭芬
(第二军医大学附属长征医院消化内科,上海 200003)台球杆架
肝纤维化是肝脏对慢性损伤的修复反应,是各种慢性肝病共有的病理改变,以胶原等细胞外基质(ECM)在肝脏过度沉积为特征,属可逆病变。晚期肝纤维化可导致肝硬化、门脉高压和肝功能衰竭[1]。肝纤维化进展相对缓慢,有报道从感染丙型肝炎病毒至肝硬化平均时间为30年,影响其进展速度的因素包括年龄、饮酒[2]及其起始程度[3]等。现代肝病学奠基人Hans Popper 教授指出:“谁能阻止或延缓肝纤维化的发生,谁就将治愈大多数慢性肝病。”遗憾的是迄今为止尚没有一种药物被批准专门用于肝纤维化。但是近30年来,关于肝纤维化的文献占肝纤维化研究文献的比例呈递增趋势,从20世纪80年代前期的15%,上升到2009年的34%,可见研究者已越来越多地关注于肝纤维化的。 1 传统肝纤维化策略
肝星状细胞(HSC)位于肝窦Disse 间隙,约占肝脏细胞总数的13%,与肝细胞及肝窦内皮细胞直接接触。HSC 正常情况下处于静息状态,主要功能是参与 收稿日期:2011-01-04
作者简介:钟巍(1980-),女,主治医师,博士, 主要从事慢性肝病的防治研究。
通信作者:谢渭芬,E-mail:
摘要:肝纤维化是各种慢性肝病共有的病理改变,逆转肝纤维化可阻止大多数慢性肝病进展。肝星状细胞(HSC)活化是肝纤维化发生的中心环节,故传统策略大多以HSC 为靶点,并在动物实验取得良好疗效。但最近研究发现活化HSC 也可促进肝细胞再生和肝脏损伤修复。肝细胞核因子是一组对肝细胞分化和功能维持起关键作用的转录因子,既可减少细胞外基质(ECM)分泌,又可促进肝细胞再生,保护肝细胞功能。促进肝细胞核因子表达是肝纤维化更为理想的策略。 关键词:肝硬化
中图分类号:R575.2 文献标识码:A 文章编号:1001-5256(2011)03-0233-03
New strategy for the treatment of hepatic fi brosis
ZHONG Wei, XIE Wei-fen. (Department of Gastroenterology, Changzheng Hospital, the Second Military Medical University, Shanghai 200003, China)
Abstract: Hepatic fibrosis is the common pathological change of chronic liver diseases, and reversal of fibrosis can prevent the progression of most chronic liver diseases. The activation of hepatic stellate cells (HSCs) is considered as the central event of hepatic fi brosis, thus the traditional therapy for hepatic fi brosis was targeting to HSC and have achieved substantial ef fi cacy in animal experiments. However, recent studies have indicated that the activation of HSCs also contributes to the hepatocyte proliferation and live regeneration. Hepatocyte nuclear factors (HNFs) consist of a group of transcription factors, which are critical for the hepatocyte differentiation and functional maintenance. Forced expression of HNFs could reduce the secretion of ECM, promote hepatocyte regeneration and improve liver function. Therefore, upregulation of HNFs presents as an ideal strategy for the treatment of hepatic fi brosis.Key words : liver cirrhosis
维生素A 的代谢和储存脂肪[4]。1985年Friedman 等[5]首次报道这种贮脂细胞是生成胶原的主要细胞,之后大量研究开始关注其在肝纤维化进程中的作用,并取得很大进展,调控HSC 活化的关键信号通路基本得以阐明。研究发现,在病毒、酒精等慢性损伤因素作用下,肝细胞、窦内皮细胞、Kupffer 细胞、炎症细胞等通过旁分泌途径,激活的HSC 也可通过自分泌途径,产生TGF β1、血小板衍生生
长因子(PDGF)等多种细胞因子,激活HSC ,促进其增殖、合成大量ECM ,同时ECM 降解减少,以致其在肝内大量沉积,肝纤维化逐渐形成[6]。目前普遍认为,HSC 的活化和增殖是肝纤维化发生、发展的中心环节[7]。因此,在有效去除病因的基础上,抑制HSC 活化和增殖或诱导其凋亡是目前肝纤维化的主要策略,其他手段包括抑制肝脏炎症或宿主免疫反应、增加ECM 降解和促进肝细胞再生等[8]。体内外研究表明,利用各种基因调控手段抑制TGF β1和PDGF 等多种细胞因子及其受体活性,可抑制HSC 的激活和增殖,延缓或逆转肝纤维化的发生和发展。利用小干扰RNA 抑制细胞外信号调节激酶1(ERK 1)表达,可明显减缓HSC 增殖,抑制胶原等的生成和TGF β1表达;将其腺病毒载体导入肝纤维化大鼠体内,可明显延缓肝纤维化进展,并逆转肝细胞和胆管
J Clini Hepatol,March 2011,V ol.27,No.3 234
上皮细胞的上皮细胞间质转型(EMT)[9]。用小干扰RNA 下调纤溶酶原激活物抑制因子1(PAI-1)和PDGF受体表达,也取得很好的抗肝纤维化作用[10,11]。
2 活化HSC在肝细胞再生和损伤修复中的作用
近年来不断有证据发现,活化HSC可能具有更广泛的功能,主要有以下四个方面:①具有保护肝细胞的作用,从而促进损伤肝组织修复[12,13]。Kalinichenko 等[14]发现,Foxf1+/-小鼠HSC活化受限,利用CCl
4老婆饼机
诱导肝损伤后,与正常小鼠相比,该模型小鼠肝组织损伤持续加重,肝组织修复能力明显受限。②HSC构成肝干/祖细胞(如卵圆细胞)的微环境[15]。微环境与干细胞的自身更新、分裂增殖、分化等方面密切相关,而且干细胞微环境的异常与肿瘤等病变的发病相关。最近有报道在胚胎干细胞诱导分化为肝细胞体系中,将胚胎干细胞与永生化HSC等肝间质细胞共培养,诱导分化为分泌白蛋白的肝细胞比例上升;将诱导分化的肝细胞制成生物人工肝模型用于肝衰模型小鼠,小鼠肝功能指标6d内完全恢复正常,而采用对照细胞人工肝模型组小鼠4d内完全死亡[16]。③可促进干细胞向肝细胞分化。将不同活化状态的HSC与骨髓间充质干细胞(MSCs)非接触共培养,发现充分活化的HSC能诱导MSCs向类肝细胞分化,诱导分化的MSCs具有肝细胞的形态,表达肝细胞特有的基因和蛋白,包括CK18、甲胎蛋白及白蛋白等,并具有成熟肝细胞的糖原合成功能,说明活化的HSC可调控干细胞向肝细胞定向分化[17]。除促进分化外,活化的HSC还可促进卵圆细胞增殖。最近发现利用Gliotoxin破坏小鼠活化HSC后,其肝脏再生能力明显下降。近期Pintilie等[18]报道用L-半胱氨酸饮食抑制大鼠HSC活化,再行肝脏大部切除术后,有增殖能力的肝脏细胞和卵圆细胞数量较对照组都明显减少,同样说明HSC对卵圆细胞生长的促进作用。④也有研究提示,HSC本身具有干细胞特性,可向肝细胞分化[19,20]。这些证据充分说明,HSC在肝细胞再生和肝脏损伤修复中起重要作用。因此,传统的以HSC为靶点的肝纤维化方法在抑制HSC活化、减少ECM产生的同时,也会抑制肝细胞再生,影响肝脏损伤修复。
3 肝纤维化新策略
基于对HSC在肝脏损伤修复中双重作用的重新认识,认为在肝损伤和肝纤维化过程中,不应该单纯清除或抑制活化HSC,而应该采取扬长避短的方式,既要阻断活化HSC分泌ECM,延缓肝纤维化进展,又要充分利用其促进肝细胞再生的作用,来达到最佳的效果。肝细胞核因子(HNFs)家族包括HNF1、HNF3、HNF4、HNF6以及CCAAT/增强子结合蛋白(C/ EBP)等,是一组在肝细胞中优势表达,对促进肝细胞分化和功能维持具有最重要作用的转录因子。其中HNF4α是一种细胞核激素受体家族的转录因子,在分化成熟的肝细胞中高表达,能与成熟肝脏中12%基因的启动子结合[21,22],对肝细胞分化和维护肝细胞功能发挥着重要转录调控作用[23,24]。研究发现,肝纤维化发生过程中,HNF4α表达逐渐下降,肝癌细胞中HNF4α表达较癌周组织下降更为显著。HNF4α腺病毒载体(AdHNF4α)可促进肝肿瘤细胞向肝细胞分化,使肝细胞相关功能基因表达明显上调,抑制肝癌细胞及肝癌干细胞增殖,并显著抑制体内肿瘤生长[25]。最近,发现AdHNF4α可同时阻断原代培养HSC和肝细胞发生EMT,促使活化HSC向上皮细胞转型(MET),并抑制其分泌细胞外基质等;AdHNF4α尾静脉注射可显著减轻大鼠肝纤维化,同时明显保护大鼠肝功能[26]。此外,AdHNF4α也可预防二乙基亚硝胺诱导大鼠发生肝癌,其机制与减轻肝纤维化、减少肝癌干细胞产生有关[27]。近期研究又发现,AdHNF4α可逆转早期肝硬化,对中晚期肝硬化虽无逆转,但也可减轻其纤维化程度。
HNF1α是HNFs家族的另一重要成员,在肝脏发育过程中发挥着与HNF4α同等重要的作用[28]。研究
发现,在肝纤维化和肝癌组织中,HNF1α表达亦逐渐减少。上调HNF1α表达同样可明显延缓肝纤维化发生发展,保护肝功能。因此,上调HNFs表达可以抑制肝细胞和HSC的EMT过程,减少ECM分泌,既有强大的抗肝纤维化作用,且可促进肝细胞再生,保护肝细胞功能,是肝纤维化更为理想的策略[26]。
4 结语和展望
在临床实践中,肝纤维化仍是一个棘手的难题,这使我们对肝纤维化“望而生畏”的同时,也有理由对传统的手段提出疑问。基于对HSC功能的全新认识,促使我们怀疑以抑制HSC活化和增殖为中心的方法是否是一个理想的策略?众所周知,肝纤维化是肝脏对慢性损害的修复反应。在病毒等各种因素作用下,HSC活化和增殖,进而分泌胶原等ECM,其本质与其促进肝细胞再生是“一脉相承”的,都是肝脏对损伤的保护性反应,是肝脏抗损害机制的两个方面。因此,抑制HSC活化和增殖,在减少ECM沉积的同时,势必也会影响肝细胞再生和修复。这也可能是许多针对HSC的肝纤维化在动物实验均能取得良好效果,而临床试验疗效并不理想的原因之一。
HNFs是肝细胞分化和功能维持最重要的转录因子,利用基因调控手段上调其表达来肝纤维化,从本质上说,这仍是以增强肝细胞功能为主的策略。但HNFs作为转录因子,具有更为强大和广泛的功能。从研究结果来看,上调HNFs表达既可显著减轻肝纤维化,保护肝细胞功能,也可预防肝癌发生,甚至肝癌,很可能是肝纤维化的一个理想策略。而且,相信利
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用细胞分化相关的转录因子肝纤维化这一全新的策略,也适合于其它器官纤维化的[26]。
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(本文编辑:李 娜)
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