肝脏炎症→纤维化→癌轴线分子生物学研究的某些进展

【关键词】肝； 炎症； 肝纤维化； 癌，肝细胞； 核因子-κB； Toll样受体-4

Molecular study of the hepatic inflammation→fibrosis→cancer axis    CAI Wei-min.

【Key words】Liver;  Inflammation;  Liver fibrosis;  Carcinoma, hepatocellular;  Nuclear factor-kappa B;  Toll-like receptor-4

【First author’s address】The State Key Laboratory for Diagnosis and Treatment of Infectious Diseases, Institute for Infectous Diseases, First Affiliated Hospital of Medical School, Zhejiang University, Hangzhou 310003, China

Email: cxmcf@163.com

肝脏慢性炎症与肝纤维化的关系已有较多研究，而肝纤维化与肝癌的关系研究较少，近年来已受人们重视，特别是肝脏炎症→纤维化→癌（IFC）轴线分子生物研究，现主要从分子水平扼要介绍IFC轴线研究进展。

一、IFC轴线的提出

2007年Elsharkawy和Mann[1]提出IFC轴线，认为肝细胞受损后致凋亡和坏死→枯否细胞活化，产生大量肿瘤坏死因子（TNF）α、白细胞介素（IL）-6等炎症因子→肝星状细胞（HSC）活化，加重肝细胞的损伤，肝细胞损伤后可促进肿瘤的发生，核因子κB从转录水平调节IFC轴线。

二、炎症与肝纤维化的关系

Seki等[2]认为炎症与肝纤维化发生之间的分子联系，主要通过Toll样受体-4（TLR4）上调转化生长因子β（TGFβ）信号在HSC内传导，经过TLR4-MyD88-核因子κB轴线调节促进肝纤维化的形成，提供了促炎症因子与促肝纤维化因子新的联系信号。Luedde和Trautwein[3]认为炎症和纤维化发生之间的一个分子联系杆菌小菌丛（Bacterial microflora）影响肝纤维化，通过HSC内TLR-4、TGFβ信号调节。

Toll样受体（TLR）有13个成员。人体有11种（TLR 1～11），其结构分胞内域、很短的跨膜域和胞外域3个部分，TLR各分子所结合的配体具有不同的结构、性质，例如TLR4主要是G-菌脂多糖的受体。在人体内，多种组织细胞均有TLR表达，每种细胞所表达的TLR不同，在细胞内信号转导通路极为复杂，TLR与相应的配体结合，目前发现有4种接头蛋白分子，其中主要是髓样分子蛋白（MyD88）。比较确实的信号转导通路是MyDD88依赖的途径，通过其途径从而激活相应的转录因子，包括核因子κB、活化蛋白-1、干扰素调节因子等诱导抗细菌和抗病毒反应。TLR信号能诱导促炎症因子的产生，并上调协同刺激分子的表达，迅速活化固有免疫的始动因素和获得免疫应答调节因子，从而对抗入侵的微生物。内源性TLR配体，可从死亡细胞产生，亦可能是TLRs 参与损伤相的分子模式。虽然在肝脏枯否细胞是被考虑对病原体应答的最初细胞，近研究证明TLR信号在肝脏非免疫细胞包括肝细胞，胆管上皮细胞，HSC和窦内皮细胞等也有相关的分子模式，TLRs在急性、慢性肝病中起重要作用。在TLR4敲除小鼠显示肝纤维化程度显著减轻，同伴有枯否细胞分泌趋化因子降低，此证明TLR4依赖的信号是肝纤维化的重要介质。在敲除MyD88小鼠实验研究，证明在诱导低氧、脂多糖等的肝损伤的应答中需要MyD88。

Seki和Brenne[4]总结TLR4与肝纤维化的关系，认为在肝损伤时，肠菌丛诱导产生脂多糖，脂多糖活化了HSC表面TLR4，通过与MyD88结合，激活HSC内核因子κB即TLR4-MyD88-核因子κB轴线，其后HSC分泌趋化因子，作用于枯否细胞，另TLR4也可直接作用于枯否细胞，使枯否细胞分泌TGFβ1，促进HSC活化，枯否细胞也可促进HSC的游走。在HSC内激活的核因子κB下调TGFβ假受体、骨形态发生蛋白，从而使HSC对TGFβ1的信号反应增强，最终促进肝纤维化的发生。TLR、MyD88与酒精性肝病、非酒精性脂肪性肝炎、HBV与HCV感染、自身免疫性肝炎、胆汁梗阻、肝脏缺血/再灌、肝细胞再生、肝癌等均有密切的关系[3-4]。致病因子也可直接与TLR作用，激活核因子κB。

核因子κB是一种具有多向转录调节作用的蛋白质，参与许多炎症性疾病的发病机制，许多与炎症和免疫反应关系密切的细胞因子基因的启动子部位均含有κB位点，活化的核因子κB能与特定的κB位点结合，启动调节参与炎症反应，免疫反应有关基因的转录，在机体的炎症与免疫反应方面发挥重要作用。除可调节细胞因子外，还是趋化因子、黏附因子、环氧合酶-2、基质金属酶和诱发生型一氧化氮合酶的重要调节因子。

哺乳动物的核因子κB家族包括五种成员：核因子κB 1 （P105/P50，P50是P105前体蛋白）、核因子κB 2（P100/P52）、P65（RelA）、C-rel和RelB，这5种蛋白在N-末端有一个相同的保守序列，Rel同源序列，其参与二聚体的形成、DNA的结合、核定位以及与κB抑制物（IκB）的相互作用，在静止细胞中，核因子κB与IκB（IκB包括αβγδ等）非活性复合物存在于细胞浆中。核因子κB的活性形式是由不同亚群组成二聚体，除RelB每个核因子κB亚群均可形成同源二聚体，同时各亚群之间还可形成异源二聚体，P65和P50形成的P65/P50异源二聚体，此二聚体在枯否细胞、HSC与肝细胞中发挥重要作用。

在IFC轴线中，核因子κB发挥中心作用，肝损伤诱导肝细胞凋亡和坏死活化了枯否细胞，其后核因子κB的活化（P65、P50），从转录水平诱导促炎症细胞因子的分泌，主要是TNFα、IL-6，这些炎症细胞因子因加重肝脏损伤，活化HSC其内的P60、P50激活，增加HSC的增殖与存活时间，促进肝纤维化。经转录水平，分泌肝细胞生长因子，IL-6，基质金属酶-9与TNFα等促炎因子作用于肝细胞上它们所受的膜受体，促进核因子κB的活化，另可刺激NOS与其自身抑制IκBα的表达，活化的核因子κB形成IκBα/核因子κB复合物转移到细胞浆，使核因子κB失活→预防凋亡、细胞增殖，肿瘤抑制[1]。

三、肝纤维化与肝癌的关系

1. TLR-MyD88和核因子κB促进肝癌作用：在给予化学致癌物质二乙基亚硝胺的动物实验中，MyD88经过枯否细胞产生IL-6，在作用枯否细胞，可介导TLR依赖的致肝癌[5]，另认为通过肝实质细胞炎症的信号通路诱导肝癌[6]。HCV感染、HCV NS5A转基因小鼠，可致肝癌的发生，相关NS5A介导的TLR4在肝脏过度表达有关，认为TLR4-MyD88信号的出现是致肝癌的重要原因之一[7]。核因子κB有促癌作用，抑制其活化，可预防肝细胞的凋亡、增殖、肿瘤的抑制。核因子κB在炎症性肝病可促进肿瘤，在敲除核因子κB的小鼠的实验中，证明损伤肝脏的促炎症的周围环境产生微环境有助肝癌的发展，核因子κB抑制剂有助于肝癌的预防和治疗。HBxAg、HCV核心与NS5B蛋白，能诱导核因子κB产生，证实有促癌的作用。但是也有报道在肝细胞中的核因子κB有肿瘤抑制作用[1]。笔者认为可能在不同病期（病程）作用不同，需进一步研究。

2. TGFβ1信号传导异常促肝癌作用：肝纤维化发展与肝癌的过程中，TGFβ1可能起重要作用，Matsuzaki等[8]认为，HCV感染的慢性肝炎患者，干扰了TGFβ信号传导，TGFβ早期是一个细胞抑制因子，抑制炎症，抑制肿瘤发生，促进肝纤维化。后期因其信号传导改变，从抑制肿瘤与促肝纤维化的发生，改变为促进肝纤维化与肝癌的发生，其机制可能是增加Smad3L的磷酸化（pSmad3L），pSmad3L促进肝脏的纤维化，同时下降TGFβ依赖的肿瘤抑制，现认为TGFβ1在肝癌发生中的决定分子，因通过上调E-cadherin，阻断TGFβ受体激肽抑制（Ly2109761）能阻止肝癌细胞的移行和侵袭，提示此分子可用于临床试用于治疗肝癌[9]。TGFβ基因表达信号从分子水平能预测肝癌临床结果与肝癌的分子分类[10]。因此可以认为致病因子促使TGFβ升高，促进肝纤维化与肝癌的发生。

Friedman[11]指出肝受损→HSC活化→肝纤维化，但纤维化促肝癌的发生机理仍不清，可能包括生存信号（Survival signals）释放有关。活化HSC可能转化为祖细胞→肝脏再生，活化的HSC亦有可能通过旁分泌，促进祖细胞转化为肝癌。星状细胞中的两个信号通路——hedgehog和Wnt信号通路牵连到干细胞分化到癌。

在进行性肝纤维化尚有自然杀伤细数目的减少与功能受损，或加速端粒酶的缩短与肝癌发生有关。肝纤维化如何促进肝癌发生是一个极为重要需要弄清的问题[11]。肝纤维化与肝癌的关系，研究应着重从肝细胞内信号传导异常与肝细胞外环境的改变考虑，不同病因致肝纤维化机制不同，应进行全面研究。

参  考  文  献

[1]Elsharkawy AM, Mann DA. Nuclear factor-kappa B and the hepatic inflammation-fibrosis-cancer axis. Hepatology, 2007, 46: 590-597.

[2]Seki E, De Minicis S, Osterreicher CH, et al. TLR4 enhances TGF-beta signaling and hepatic fibrosis. Nature Med, 2007, 13: 1324-1332.

[3]Luedde T, Trautwein C. A molecular link between inflammation and fibrogenesis: the bacterial microflora influences hepatic fibrosis via toll-like receptor 4-dependent modification of transforming growth factor-beta signaling in hepatic stellate cells. Hepatology,2008, 47: 1089-1091.

[4]Seki E, Brenner DA.Toll-like receptors and adaptor molecules in liver disease: update. Hepatology, 2008, 48: 322-335.

[5]Naugler WE, Sakurai T, Kim S, et al. Gender disparity in liver cancer due to sex differences in MyD88-dependent IL-6 production. Science, 2007, 317: 121-124.

[6]Luedde T, Beraza N, Kotsikoris V, et al. Deletion of NEMO/IKKgamma in liver parenchymal cells causes steatohepatitis and hepatocellular carcinoma. Cancer cell, 2007, 11: 119-132.

[7]Machida K, Tsukamoto H, Mkrtchyan H, et al. Activation of TLR4-TRAF6-TAK1 pathway induces hepatocellular carcinomas by synergistic interactions between alcohol and hepatitis c Virus NS5A. Hepatology, 2007, 46(4 suppl): 861A-862A.

[8]Matsuzaki K, Murata M, Yoshida K, et al. Chronic inflammation associated with hepatitis C virus infection perturbs hepatic transforming growth factor beta signaling, promoting cirrhosis and hepatocellular carcinoma. Hepatology, 2007, 46: 48-57.

[9]Fransvea E , Angelotti U, Antonaci S, et al. Blocking transforming growth factor-beta up-regulates E-cadherin and reduces migration and invasion of hepatocellular carcinoma cells. Hepatology, 2008, 47: 1557-1566.

[10]Coulouarn C, Factor VM, Thorgeirsson SS, et al. Transforming growth factor-beta gene expression signature in mouse hepatocytes predicts clinical outcome in human cancer. Hepatology, 2008, 47: 2059-2067.

[11]Friedman SL. Mechanisms of hepatic fibrogenesis. Gastroenterology,2008, 134: 1655-1669.