孔德松，鄭仕中，2，陸 茵，2，王愛云，2

(1.南京中醫(yī)藥大學藥學院，江蘇南京 210029;2.江蘇省方劑研究重點實驗室，江蘇 南京 210046)

肝纖維化(hepatic fibrosis，HF)是繼發(fā)于各種慢性肝損傷之后組織修復過程中的代償反應，表現為細胞外基質(extra cellular matrix，ECM)過度沉積。如無有效的治療措施，隨著病情的發(fā)展將導致肝臟纖維結節(jié)形成并破壞正常的肝臟結構與功能，最終發(fā)展成為肝硬化而出現肝臟功能的衰退，甚至有演變?yōu)楦伟┑目赡堋?/p>

現在大多學者認為肝纖維化的主要機制是在肝臟持續(xù)損傷過程中，一些細胞分泌諸多細胞因子，這些細胞因子使肝星狀細胞(hepatic stellate cells，HSC)活化并轉變?yōu)榧〕衫w維細胞(MFB)，MFB分泌大量膠原并合成ECM，導致肝纖維化的發(fā)生［1］。但有研究發(fā)現在發(fā)生纖維化的肝臟、腎臟、肺、皮膚中存在有異源性的成纖維細胞，可以有神經、血管、甚至骨髓來源的多種標志物表達［2］。這些成纖維細胞進入損傷部位在相關細胞因子的作用下同樣地可轉變?yōu)镸FB。本文針對幾種可轉變?yōu)镸FB的細胞類型及其相關機制進行綜述。

1 肝星狀細胞(HSC)

各種致病因素導致肝細胞受損，分泌一些細胞因子，它們可使肝內的枯否細胞、竇內皮細胞活化并分泌細胞因子，并能使處于靜態(tài)狀態(tài)的HSC活化為MFB。在HSC向MFB轉變的過程中確認有以下幾條典型的信號通路:①轉化生長因子 β(transforming growth factor，TGF-β)/Smad 蛋白信號轉導通路:TGF-β家族與TβR受體結合后主要通過 Ras/ERK和STATs途徑發(fā)生磷酸化，激活其胞質內的信號轉導分子Smad蛋白，形成Smad蛋白復合體并轉入核內，調節(jié)相關基因的轉錄，從而使HSC活化并向MFB轉變［3］。②血小板衍生生長因子(platelet derived growth factor，PDGF)信號通路:PDGF與其受體結合后受體被激活，并通過胞內第二信使的轉導最終使有絲分裂原蛋白激酶(MAPK)磷酸化活化，細胞外信號調節(jié)激酶(ERK)活化后進入細胞核，通過直接或間接的調節(jié)相應基因的轉錄與表達增強，促進HSC的活化、分裂與增殖及向 MFB的轉變［4］。③ 腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor-α，TNF-α)細胞內的信號轉導:現代研究發(fā)現TNF-α有促進HSC增殖及向MFB轉化的作用，TNF-α可通過上調TLR2的mRNA和蛋白質的表達參與HSC的激活過程［5］。④瘦素(Leptin)細胞內的信號轉導:瘦素可與瘦素受體結合從而激活HSC和枯否細胞調節(jié)肝纖維化中炎癥因子與肝纖維化有關的因子的表達［6］。HSC活化為MFB后多種細胞因子再作用于MFB使其增殖、膠原合成增加而降解降低并沉淀于細胞外，致肝細胞功能損害，肝細胞解毒代謝作用減弱。而這些作用又進一步促進HSC活化為MFB。如此循環(huán)造成大量ECM沉積，形成肝纖維化。

上述過程可分為3個階段即:炎癥前期、炎癥期與炎癥后期［7］。① 炎癥前期:各種致病因素導致肝細胞受損，致使肝細胞分泌各種細胞因子，如TGF-β、胰島素樣生長因子-1(insulin-like growth factor-1，IGF-1)等，通過旁分泌作用于HSC，促進它的活化與增殖。②炎癥期:肝內的內皮細胞、枯否細胞等其他的一些炎性細胞被各種損傷因子激活后，會進一步分泌更多的細胞因子如TGF-β、TNF-α、血管內皮生長因子(vascular endothelial cells growth factor，VEGF)、PDGF、表皮生長因子(epithelial growth factor，EGF)、ET-1等，促進HSC的大量活化與增殖，促進HSC向MFB的轉變［8］。③ 炎癥后期:MFB已經穩(wěn)定形成，它會大量分泌 TGF-β、VEGF、TNF-α等細胞因子作用于自身和其他的HSC，促進HSC的活化、增殖和向MFB的轉變。此時即使致病因素去除，MFB通過自分泌與旁分泌作用，促進HSC的活化與增殖，使肝纖維化持續(xù)發(fā)展。肝纖維化發(fā)生時，HSC的活化是其關鍵環(huán)節(jié)，目前研究認為HSC為MFB的主要來源。

2 骨髓間充質干細胞(bone marrow stem cells，BMSCs)

BMSCs是骨髓基質中主要的干細胞，定位于骨髓及其它組織(如脂肪)中，參與基質微環(huán)境的組成和造血功能的調控。在特定的誘導條件下可分化為脂肪、軟骨、骨、肌腱、肝、腎、神經、皮膚和肌肉等十余種成熟細胞。目前對BMSCs在肝纖維化中的作用日益受到關注，大量實驗證實了BMSCs對肝纖維化的治療作用，BMSCs可分化為肝細胞，促進肝細胞再生，以補充受損的肝細胞，修復損傷部位［9］。但也有研究表明BMSCs可分化成HSC和MFB，從而加劇肝纖維化的惡化進程。Asawa等［10］將可產生熒光標記蛋白移植入小鼠體內，然后對小鼠進行膽管結扎，再用FSP-1(fibroblast-specific protein-1)抗體與α-SAM(alpha smooth-muscleaorta)抗體進行檢測。結果發(fā)現一些成纖維細胞可表達熒光標記的蛋白并可表達FSP與α-SAM。表明BMSCs具有分化成MFB的能力。Russo等［11］通過將雄性小鼠骨髓移入雌性小鼠肝內誘導BMSCs分化。然后，對分化的細胞進行分析分類。結果顯示BMSCs分化為再生肝細胞的量占少數(0.6%)。相反，分化為HSC(68%)和MFB(70%)的占大多數。Baba等［12］通過小鼠BMSCs(熒光標記)移植，然后用RT-PCR與免疫染色法檢測分化后的標記物，與有CCl4誘導和沒有用CCl4誘導肝損傷的BMSCs移植的小鼠的組織學檢測結果進行比較發(fā)現:一些表達熒光蛋白的細胞同時也表達HSC的特征標志物。經過一段時間的培養(yǎng)，就開始表達一種活化的HSC的標志蛋白α-SAM。表明BMSCs有轉化成HSC的可能并參與肝纖維化的過程。但Kisseleva等［13］研究發(fā)現BMSCs分化成一種特殊的成纖維細胞，而這種細胞并不是活化的HSC。這些成纖維細胞在含有TGF-β1的培養(yǎng)液中培養(yǎng)可分化成MFB。最值得注意的是骨髓干細胞可以誘發(fā)肝細胞性肝癌。Wu等［14］研究發(fā)現肝癌可能源自骨髓細胞的轉化，不同階段的肝干細胞的分化譜系都可能有肝癌細胞產生。BMSCs所處的微環(huán)境不同就決定了其向不同方向分化的能力，BMSCs有分化為MFB的能力，是MFB的重要來源。

3 上皮-間質轉化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)

EMT是指在某些特殊的生理或病理條件下，上皮細胞向間質細胞轉化的現象。近年來，對EMT在肝纖維化中的作用也有了深入的研究。肝纖維化是各種慢性肝損傷之后組織修復過程中的代償反應，EMT中上皮細胞獲得了成纖維細胞的表型，出現間質細胞標志物，最終可能發(fā)展為MFB，促進肝纖維化的發(fā)生與發(fā)展［15］。EMT的主要環(huán)節(jié)如下:(1)TGF-β與EMT:TGF-β信號網絡主要包括兩種信號轉導通路:Smad依賴通路和非Smad依賴通路。①Smad依賴通路:TGF-β與TGF-β受體結合，導致Smad2和Smad3的磷酸化，隨后與胞液中的Smad4結合并轉入核內，與核基因相互作用，調控目標基因的轉錄與表達。Smad7則有阻斷Smad3-依賴通路 EMT的作用［16］。② 非 Smad依賴通路:TGF-β可通過MAPK通路，還可通過TAK1和MKK4激活JNK/MAPK信號通路調節(jié)EMT過程，而這些過程與TGF-β/Smad信號通路沒有直接關系［17］。③ 信號轉錄因子:TGF-β還通過Smad依賴通路和非Smad依賴通路調節(jié)下游參加EMT過程信號轉錄因子的表達［18］。④ TGF-β誘導EMT的阻斷效應:BMP-7是TGF-β家族中的一員，可通過阻斷TGF-β參與Smad-依賴通路EMT過程，逆轉TGF-β誘導的EMT過程［19］。(2)其他信號通路與EMT:除了 TGF-β外，還有其他促進EMT轉化的細胞因子與信號通路，如研究發(fā)現Wnt/FZD信號轉導通路在EMT與MET過程中扮演重要角色;另外TGF-β2可通過激活PI3K/AKT途徑參與EMT途徑的進程［20］。

在EMT過程中上皮細胞主要發(fā)生以下兩個方面的變化:①上皮細胞表型如:鈣粘蛋白、β-連環(huán)蛋白、橋粒斑蛋白等逐漸喪失，而獲得間質細胞的表型如:α-SAM蛋白、Snail蛋白、波形蛋白、N鈣粘素等。②上皮細胞極性喪失，與周圍細胞的聯系減少，細胞的運動與遷徙能力增強［21］。間質成纖維細胞就是具有間質細胞表型的一類細胞，而肌成纖維細胞則是一類活化的間質成纖維細胞，表達獨特的分子標記蛋白α-SAM。在一些細胞因子如TGF-β等的刺激下這些在EMT過程中生成的間質成纖維細胞就可以轉變?yōu)镸FB［22］。因此上皮細胞被認為是MFB的又一來源。

4 外周血細胞(peripheral blood cell)

自從有了1994年 Bucala等［23］對外周血成纖維細胞(peripheral blood fibrocytes)的描述之后，對其研究就越來越受到學者們的青睞。外周血成纖維細胞是一類在循環(huán)系統中發(fā)現的骨髓源細胞，參與機體的損傷修復和肝纖維化、肺纖維化、哮喘、硬皮病的病理過程。外周血單核細胞與BMSCs一樣，在肝損傷發(fā)生時可聚集于損傷部位，參與肝內組織修復過程。在此過程中它們都有在肝內微環(huán)境相關細胞因子的作用下轉變?yōu)镸FB的可能。它們分化過程受GCSF、M-CSF、MCP-1和其他一些影響生長與分化的細胞因子的調節(jié)。Abe等［24］研究發(fā)現外周血細胞的分化過程需要T細胞與TGF-β的參與，導致α-SMA和膠原等一些MFB的特征產物的表達。Shao等［25］研究發(fā)現富含CD14+的外周血單核細胞能夠分化成為成纖維細胞，雖然沒有確切研究證實外周血單核細胞在肝纖維化中的作用與機制，但外周血單核細胞一直被認為是MFB的又一個重要來源，在肝纖維化的發(fā)生與發(fā)展過程中扮演著重要角色。

5 展望

正常肝臟不存在MFB，肝纖維化發(fā)生時，HSC會被激活轉變?yōu)镸FB，這被認為是MFB的主要來源。近年來已有較多研究證實骨髓間質干細胞、外周血單核細胞、上皮細胞轉化也是MFB的重要來源。但這三種來源的轉變機制尚不是很明了，且在臨床應用上也存在諸多問題。如:BMSCs有其可分化為肝細胞，修復肝損傷的報道。但也有其轉變?yōu)镠SC、MFB，加重肝纖維化發(fā)生與發(fā)展進程的研究。因此，BMSCs在肝纖維化中的臨床應用受到了限制。但BMSC移植還是為肝纖維化甚至是肝硬化患者帶來了曙光，被認為是最具有應用前景的治療措施之一。相信隨著生物技術的發(fā)展有望使BMSCs廣泛應用于臨床肝纖維化的治療;外周血單核細胞也是如此，除了可分化成MFB，還可分化為肝細胞［26］。因此，還需加強MFB來源的基礎與臨床應用研究，深入探討其細胞與分子機制。

［1］ Anthony B，Allen J T，Li Y S，McManus D P.Hepatic stellate cells and parasite-induced liver fibrosis［J］.Parasi Vectors，2010，3(1):60.

［2］ Pilling D，Fan T，Huang D，et al.Identification of markers that distinguish monocyte-derived fibrocytes from monocytes，macrophages，and fibroblasts［J］.PLoS One，2009，4(10):e7475.

［3］ Yang Y，Yang S，Chen M，et al.Compound Astragalus and Salvia miltiorrhiza extract exerts anti-fibrosis by mediating TGF-beta/Smad signaling in myofibroblasts［J］.Ethnopharmacol，2008，118(2):264－70.

［4］ Borkham-Kamphorst E，Herrmann J，Stoll D，et al.Dominantnegative soluble PDGF-beta receptor inhibits hepatic stellate cell activation and attenuates liver fibrosis［J］.Lab Invest，2004，84(6):766－77.

［5］ Varela-Rey M，Fontan-Gabas L，Blanco P，et al.Glutathione depletion is involved in the inhibition of procollagen alpha1(Ⅰ)mRNA levels caused by TNF-alpha on hepatic stellate cells［J］.Cytokine，2007，37(3):212 －7.

［6］ 牛麗文，曹 琦，李 俊，等.JAK/STAT途徑調節(jié)瘦素誘導的肝星狀細胞Ⅰ型膠原基因的表達［J］.中國藥理學通報，2007，23(10):1280 －5.

［6］ Niu L W，Cao Q，Li J，et al.JAK/STAT pathway mediates leptin-inducedⅠcollagen mRNA expression in human hepatic stellate cells［J］.Chin Pharmacol Bull，2007，23(10):1280 －5.

［7］ Wang B B，Cheng J Y，Gao H H，et al.Hepatic stellate cells in inflammation-fibrosis-carcinoma axis［J］.Anat Rec(Hoboken)，2010，293(9):1492 －6.

［8］ 黃 艷，黃 成，李 俊.肝纖維化病程中Kupffer細胞分泌的細胞因子對肝星狀細胞活化增殖、凋亡的調控［J］.中國藥理學通報，2010，26(1):9－13.

［8］ Huang Y，Huang C，Li J.Effect of cytokines secreted from Kupffer cell on HSC proliferation，apoptosis in hepatic fibrosis process［J］.Chin Pharmacol Bull，2010，26(1):9 － 13.

［9］ 何文艷，劉樹賢，姜慧卿.大鼠骨髓間充質干細胞向類肝細胞體外誘導分化［J］.世界華人消化雜志，2008，16(22):2464－9.

［9］ He W Y，Liu S X，Jiang H Q.Rat bone marrow mesenchymal stem cells differentiate into hepatocyte-like cells in vitro［J］.World Chin J Digestol，2008，16(22):2464 －9.

［10］ Asawa S，Saito T，Satoh A，et al.Participation of bone marrow cells in biliary fibrosis after bile duct ligation［J］.Gastroenterol Hepatol，2007，22(11):2001 －8.

［11］ Russo F P，Alison M R，Bigger B W，et al.The bone marrow functionally contributes to liver fibrosis［J］.Gastroenterology，2006，130(6):1807－21.

［12］ Baba S，Fujii H，Hirose T，et al.Commitment of bone marrow cells to hepatic stellate cells in mouse［J］.Hepatol，2004，40(2):255－60.

［13］ Kisseleva T，Uchinami H，Feirt N，et al.Bone marrow-derived fibrocytes participate in pathogenesis of liver fibrosis［J］.Hepatol，2006，45(3):429－38.

［14］ Wu X Z，Chen D.Origin of hepatocellular carcinoma:role of stem cells［J］.Gastroenterol Hepatol，2006，21(7):1093 －8.

［15］徐思云，李 靜，耿美玉.上皮間質轉化的信號轉導調控及藥物開發(fā)［J］.中國藥理學通報，2008，24(9):1131－4.

［15］ Xu S Y，Li J，Geng M Y.The signal transduction and drug development of epithelial-mesenchymal transition［J］.Chin Pharmacol Bull，2008，24(9):1131 －4.

［16］ Neil J R，Johnson K M，Nemenoff R A，et al.Cox-2 inactivates Smad signaling and enhances EMT stimulated by TGF-beta through a PGE2-dependent mechanisms［J］.Carcinogenesis，2008，29(11):2227－35.

［17］ Yamashita M，Fatyol K，Jin C，et al.TRAF6 mediates Smad-independent activation of JNK and p38 by TGF-beta［J］.Mol Cell，2008，31(6):918 －24.

［18］ Peinado H，Quintanilla M，Cano A.Transforming growth factor beta-1 induces snail transcription factor in epithelial cell lines:mechanisms for epithelial mesenchymal transitions［J］.Biol Chem，2003，278(23):21113－23.

［19］ Kinoshita K，Iimuro Y，Otogawa K，et al.Adenovirus-mediated expression of BMP-7 suppresses the development of liver fibrosis in rats［J］.Gut，2007，56(5):706 － 14.

［20］ Zhou Y，Jia X，Wang G，et al.PI-3 K/AKT and ERK signaling pathways mediate leptin-induced inhibition of PPAR gamma gene expression in primary rat hepatic stellate cells［J］.Mol Cell Biochem，2009，325(1-2):131－9.

［21］ Radisky D C，Kenny P A，Bissell M J.Fibrosis and cancer:do myofibroblasts come also from epithelial cells via EMT［J］?Cell Biochem，2007，101(4):830－9.

［22］ Kuroda N，Guo L，Miyazaki E，et al.The appearance of myofibroblasts and the disappearance of CD34-positive stromal cells in the area adjacent to xanthogranulomatous foci of chronic cholecystitis［J］.Histol Histopathol，2005，20(1):127 －33.

［23］ Bucala R，Spiegel L A，Chesney J，et al.Circulating fibrocytes define a new leukocyte subpopulation that mediates tissue repair［J］.Mol Med，1994，1(1):71 －81.

［24］ Abe R，Donnelly S C，Peng T，et al.Peripheral blood fibrocytes:differentiation pathway and migration to wound sites［J］.Immunol，2001，166(12):7556 －62.

［25］ Shao D D，Suresh R，Vakil V，Gomer R H，et al.Pivotal advance:Th-1 cytokines inhibit，and Th-2 cytokines promote fibrocyte differentiation［J］.Leukoc Biol，2008，83(6):1323 －33.

［26］ Ruhnke M，Nussler A K，Ungefroren H，et al.Human monocytederived neohepatocytes:a promising alternative to primary human hepatocytes for autologous cell therapy［J］.Transplantation，2005，79(9):1097－103.