| 首页 -> 基础研究 -> 肝星状细胞移行及肝细胞间质变 肝星状细胞移行及肝细胞间质变张照杰 杨长青 【关键词】 肝纤维化； 成纤维细胞； 移行 The migration of hepatic stellate cell and epithelial to mesenehymal transition ZHANG Zhao-jie, YANG Chang-qing. 【Key words】Liver fibrosis; Fibroblasts; Migration 【First author’s address】Division of Gastroenterology and Institute of Digestive Diseases, Tongji Hospital, Tongji University School of Medicine, Shanghai 200065, China Corresponding author: YANG Chang-qing, Email: cqyang@ tongji.edu.cn 肝星状细胞（HSC）是合成细胞外基质（ECM）的主要细胞，HSC的活化、增殖是肝纤维化发生的中心环节。新近研究结果显示，HSC移行到损伤部位或正常区域，对正常肝组织的愈合及肝纤维化形成起重要作用[1]。经典理论认为HSC来源的肌成纤维细胞是肝纤维化发生、发展的主要“元凶”，肝细胞是“受害者”，而最新研究结果表明，肝细胞不是“受害者”，而是“帮凶”，也参与了肝纤维化过程，肝细胞可以通过上皮细胞-间质细胞转变（epithelial to mesenchymal transition, EMT）形成成纤维细胞，参与肝脏的纤维化过程。现就肝星状细胞移行及肝细胞间质变作一综述。 一、HSC移行 HSC的活化包括两个主要阶段：启动阶段和持续阶段。启动阶段在炎症细胞（如枯否细胞、粒细胞、淋巴细胞等）、损伤的肝细胞、窦状内皮细胞和胆管细胞等邻近细胞旁分泌的细胞因子作用下，HSC失去脂质，并发生形态学改变，激活并转化为肌成纤维细胞，激活的HSC具有产生大量ECM的特征，随后的持续阶段则是这些刺激因素维持HSC的活化表型，活化后的HSC具有细胞增殖、细胞收缩、基质降解、视黄醇类消失、释放细胞因子、纤维形成、表达α-平滑肌肌动蛋白等能力[2-4]。 在肝纤维化发展过程中，一些细胞因子如转化生长因子（TGF）-β1、BB型血小板源性生长因子（platelet-derived growth factor, PDGF）和表皮生长因子（epidermal growth factor, EGF）等不仅可以影响HSC的活化、增殖，还可以诱导HSC的移行，进而导致ECM的过度沉积，从而导致肝纤维化的形成。 I型胶原本身即可诱导HSC的移行，PDGF、TGFβ1、EGF三者都能诱导HSC的移行，且均可以被整合素抗体阻断[5]，表明HSC的移行可能是整合素依赖性的。用PDGF直接刺激培养的鼠或人HSC细胞，PDGF-BB可以明显增强HSC的增殖，而TGFβ1、EGF却不能诱导其增殖，但可以增强HSC的移行[6]。TGFβ1和EGF诱导的HSC移行与细胞增殖性能无关，而PDGF-BB诱导的HSC移行与细胞增殖性能有关[5]，可能因为TGFβ1/EGF与PDGF-BB诱导HSC移行的机制不同，需要进一步研究。 整合素属于跨膜糖蛋白受体家族分子，有α, β两种亚基，目前己发现19种α亚基和8种β亚基，可组合成25种整合素分子。整合素的配体有3类：ECM成分（如纤连蛋白、玻连蛋白、层连蛋白等）、免疫球蛋白类黏附分子（如细胞间黏附分子、血管细胞粘附分子等）和血清游离蛋白分子(如血清纤维蛋白原)[7]。 细胞表面的整合素可以介导细胞行为和信号转导，整合素在肝纤维化中的作用主要是作为“桥梁”，介导细胞与ECM之间的相互作用，形成细胞-ECM及细胞-细胞间复合物，经Ras途径激活促分裂素原活化蛋白激酶，调节HSC的增殖、收缩、黏附及移行[5，8]。α1β1和α2β1整合素可以介导许多器官内的细胞黏附、胶原依赖的增生、移行、基质重建等[9]。α1β1整合素是Ⅳ型胶原受体，是内皮下基底膜样ECM的主要成分，α2β1整合素主要是Ⅰ型胶原的受体。阻断α1和α2整合素可以抑制Ⅰ型胶原刺激诱导的HSC移行，阻断α1整合素可以抑制TGFβ1、EGF诱导的HSC移行，而阻断α2整合素则无此作用；相反仅阻断α2整合素则仅能够抑制PDGF-BB诱导的HSC移行[6]，这些研究结果表明，通过阻断整合素介导的HSC与基质的相互作用可以调节Ⅰ型胶原、PDGF-BB、TGFβ1、EGF诱导的HSC移行。 经TGFβ1、EGF直接刺激，活化的HSC可进一步表现出增强的移行性反应，但进一步的增殖反应却未产生，这些结果表明活化的HSC可被进一步的激活获得一个强化的表型，表现出HSC移行能力的增强，尽管此时HSC对丝裂原刺激不再敏感，这一结果也同时说明活化的HSC可以“自分泌”生长因子，使其自身向更广泛的区域移行，从而导致疾病的扩散[5-6]。 avβ3整合素是多种ECM（如玻连蛋白、纤连蛋白、腱蛋白和变性的胶原）受体。Patsentker等[10]发现只有活化的HSC可以表达avβ3整合素的β3链和PDGF受体-β，而枯否细胞和肝细胞却不表达，在小鼠肝纤维化模型上PDGF-BB和PDGF受体-β表达明显上调。整合素介导的黏附和生长因子的刺激在细胞增殖、分化、移行方面通常发挥协同作用，它们的受体通过β3链的磷酸化发生窜扰，PDGF-BB可以上调avβ3整合素mRNA的表达，抑制avβ3整合素可以阻断PDGF-BB诱导的HSC的移行和致纤维化因子的分泌，但是不影响HSC的增殖和生存能力。Tangkijvanich等[11]研究发现PDGF和溶血磷脂酸均可以独自刺激HSC的活化、移行，它们都是通过对局部黏附激酶的激活而发挥作用，而且PDGF可以减弱或增强溶血磷脂酸诱导的HSC移行。 二、肝细胞-间质细胞转变 EMT是指成熟的上皮细胞失去其形状、细胞-细胞接触、上皮细胞特有蛋白表达方式及细胞表型，获得间质细胞典型特征的过程。这一概念是Greenberg和Hay在1982年提出的，他们发现晶状体上皮细胞在胶原凝胶中可以形成伪足，转变成间质细胞样形态。在胚胎发育过程中，细胞的可塑性对上皮细胞和间质细胞之间的表型转变十分重要。Liu等[12]于1995年报道在鼠肾间质纤维化模型中的上皮细胞可以表达钙结合蛋白、成纤维细胞特异性蛋白1，这些是成纤维细胞特有的标志。随后人们在动物纤维化模型和人类纤维化肾脏中发现一种特殊的细胞，它可以表达间质细胞标志物，如成纤维细胞特异性蛋白1、波形蛋白、胶原伴侣热休克蛋白47，也可以表达肌成纤维细胞标志物如α-平滑肌肌动蛋白，考虑这种细胞可能正在经历EMT过程。后来研究发现在肾纤维化、特发性肺间质纤维化中EMT起着重要的作用[13]。最近研究发现，肝纤维化中也存在EMT，肝细胞经过EMT转化成为成纤维细胞，参与肝纤维化过程[14]。 在肝纤维化中经过EMT来源的成纤维细胞特异性蛋白1阳性的成纤维细胞约占成纤维细胞总数的45%，类似于肾脏纤维化，报道肾纤维化时约40%的成纤维细胞来源于EMT[13, 15]。目前认为肝纤维化时成纤维细胞来源有3种：HSC转化、肝脏本身的成纤维细胞以及肝细胞经过EMT转化而来的成纤维细胞。但是，是否所有的肝细胞或者某种亚型的肝细胞有能力经过EMT转化为成纤维细胞还需要更进一步的研究。 随着研究的深入，人们对EMT的认识进入到分子水平，上皮细胞间质变是由精确的细胞内信号转导机制调控的，细胞外信号通过与细胞表面的特异性受体结合从而将信号转入细胞内，通过细胞内的Ras、Src、Rho、PI3K、Wnt等信号转导途径(如RTKs→Ras/促分裂素原活化蛋白激酶→PI3K/AKT的激活会导致ECM的降解，Wnt受体激活GS3Kβ→βcatenin→Snail途径的激活导致细胞间连接的分解)，活化不同的核内转录因子，最终导致上皮细胞间质变[16-17]。 Par6是新近鉴别分离出来的控制紧密连接的一个重要分子，EMT由酪氨酸蛋白激酶受体如c-Met、EGF受体、胰岛素生长因子1受体、成纤维细胞生长因子受体诱导激活，诱导TGFβ受体Ⅱ招募TGFβ受体Ⅰ-Par6-Occludin复合物，然后一方面TGFβ受体Ⅱ磷酸化Par6，使后者与Smurf1（E3泛素连接酶）结合，Smurf1促使RhoA的泛素化，进而RhoA被蛋白酶体降解，使紧密连接失去肌动蛋白网络的控制，细胞间紧密连接逐渐消失转变成黏附连接，另一方面，TGFβ和TGFβ受体Ⅱ结合可以激活Smad，然后激活转录抑制蛋白Snail，从而阻断钙黏蛋白E基因的转录，导致黏附连接的分解，形成间质细胞[18-19]。但是有些详细机制需要进一步研究，比如抑制Par6的磷酸化和RhoA的泛素化，仅能部分阻断紧密连接的分解，这说明可能还存在其他的紧密连接相关的死亡蛋白，调节紧密连接的分解。 参 考 文 献 [1] [2]Friedman SL. Molecular regulation of hepatic fibrosis, an integrated cellular response to tissue injury. J Biol Chem, 2000, 275: 2247-2250. [3]Bataller R, Brenner DA. Liver fibrosis. J Clin Invest, 2005, 115: 209-218. [4]Friedman SL. Mechanisms of hepatic fibrogenesis. Gastroenterology, 2008, 134: 1655-1669. [5]Yang CQ, Chang YZ, Chen XM. Effects of fibrogenetic growth factors on migration of hepatic stellate cells. Zhonghua Xiaohua Zazhi,2006, 26: 793-796.(in Chinese) 杨长青，常义忠，陈锡美.致纤维化生长因子对肝星状细胞移行的影响.中华消化杂志,2006,26:793-796. [6]Yang C, Zeisberg M,Mosterman B, et al. Liver fibrosis: insights into migration of hepatic stellate cells in response to extracellular matrix and growth factors.Gastroenterology, 2003, 124: 147-159. [7]Yang WF, Chen HC, Jiang YP. Some factors on hepatic stellate cells activation. Zhonghua Ganzangbing Zazhi, 2004, 12: 121-123.(in Chinese) 杨伟峰,陈厚昌,蒋毅萍.影响肝星状细胞活化的因素.中华肝脏病杂志,2004,12:121-123. [8]Pinzani M, Marra F. Cytokine receptors and signaling in hepatic stellate cells. Semin Liver Dis, 2001, 21: 397-416. [9]Reeves HL, Friedman SL. Activation of hepatic stellate cells --a key issue in liver fibrosis. Front Biosci, 2002, 7: d808-826. [10]Patsenker E, Popov Y, Wiesner M, et al. Pharmacological inhibition of the vitronectin receptor abrogates PDGF-BB-induced hepatic stellate cell migration and activation in vitro. J Hepatol, 2007, 46: 878-887. [11]Tangkijvanich P, Melton AC, Chitapanarux T, et al. Platelet-derived growth factor-BB and lysophosphatidic acid distinctly regulate hepatic myofibroblast migration through focal adhesion kinase. Exp Cell Res, 2002, 281: 140-147. [12]Liu Y. Epithelial to mesenchymal transition in renal fibrogenesis: pathologic significance, molecular mechanism, and therapeutic intervention. J Am Soc Nephrol, 2004, 15: 1-12. [13]Iwano M. EMT and TGF-beta in renal fibrosis. Front Biosci, 2010,2:229-238. [14]Zeisberg M, Yang C, Martino M, et al. Fibroblasts derive from hepatocytes in liver fibrosis via epithelial to mesenchymal transition. J Biol Chem, 2007, 282: 23337-23347. [15]Nitta T, Kim JS, Mohuczy D, et al. Murine cirrhosis induces hepatocyte epithelial mesenchymal transition and alterations in survival signaling pathways. Hepatology, 2008, 48: 909-919. [16]Conacci-Sorrell M, Zhurinsky J , Ben-Ze抏v A. The cadherin-catenin adhesion system in signaling and cancer. J Clin Invest, 2002, 109: 987-991. [17]Iwano M, Plieth D, Danoff TM, et al. Evidence that fibroblasts derive from epithelium during tissue fibrosis. J Clin Invest, 2002, 110: 341-350. [18]D韆z R, Kim JW, Hui JJ, et al. Evidence for the epithelial to mesenchymal transition in biliary atresia fibrosis. Hum Pathol, 2008, 39: 102-115. [19]Guarino M. Epithelial-mesenchymal transition and tumour invasion.Int J Biochem Cell Biol, 2007, 39: 2153-2160. (收稿日期： （本文编辑：孙宇航） 中华医学会肝脏病杂志版权 |