楊亞楠　段義農(nóng)

[摘要] 肝纖維化是多種慢性肝臟疾病共有的病理過程，表現(xiàn)為細胞外基質(zhì)合成增多，降解減少。肝星形細胞（HSC）活化并分泌大量細胞外基質(zhì)是肝纖維化發(fā)生的重要機制。脂多糖（LPS）刺激細胞使細胞表面的多種LPS識別受體（包括LBP、CD14、MD2和TLR4）表達增加，通過細胞內(nèi)信號傳遞級聯(lián)使基因表達發(fā)生變化，引起細胞反應(yīng)。LPS/TLR4信號通路在肝纖維化形成過程中起關(guān)鍵作用。

[關(guān)鍵詞] 脂多糖；TLR4；肝纖維化；肝星形細胞

[中圖分類號] R575.2+9 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-4721（2014）07（c）-0189-03

肝纖維化的發(fā)生是一個復(fù)雜的多因素作用過程，涉及細胞和分子生物學(xué)事件，肝星形細胞（HSC）被激活為肌成纖維細胞，大量增殖并分泌大量細胞外基質(zhì)是其最重要的機制。慢性肝臟炎癥是引起肝纖維化形成的必備條件。大多數(shù)研究表明，LPS/TLR4信號通路在HSC活化過程中起重要作用，但到目前為止，在炎癥反應(yīng)與肝纖維化形成之間起作用的信號通路中的分子機制仍未完全清楚。本文將對脂多糖（LPS）的來源、結(jié)構(gòu)、功能及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路加以綜述，闡明LPS在肝纖維化形成發(fā)展過程中的作用。

1 LPS的來源、結(jié)構(gòu)及功能

1890年，Pfeiffer等[1]發(fā)現(xiàn)了一種與細菌外毒素不同的分子，其具有熱穩(wěn)定性，可與菌體緊密結(jié)合，只有在細菌破壞崩解后才釋放毒素發(fā)揮致病作用，因而被命名為內(nèi)毒素。研究人員發(fā)現(xiàn)，內(nèi)毒素是革蘭氏陰性菌外膜成分，是細菌生長和生存所必需的物質(zhì)，是一類含不同糖類（碳水化合物）、脂肪酸、氨基酸及磷酸鹽的兩極分子。因為多糖和脂類是這些成分中最早被確定的，所以內(nèi)毒素也被稱為LPS。LPS分子由化學(xué)及生物性質(zhì)不同的3個部分組成，即O抗原多糖鏈、核心多糖和類脂A，其中類脂A是LPS的毒性和生物活性中心[2]。LPS最外層的O抗原由若干重復(fù)的多糖側(cè)鏈組成，其變異性最大，能與相應(yīng)抗體起特異性反應(yīng)，決定革蘭氏陰性菌的種型特異性[3]。最內(nèi)層的類脂A是由2個葡萄胺、磷酸鹽和一定量的脂肪酸構(gòu)成，可與血清蛋白，如LDL、HDL和LPS結(jié)合蛋白（LBP）等結(jié)合，可刺激巨噬細胞和單核細胞釋放炎癥介質(zhì)，激活不依賴抗體的補體經(jīng)典途徑[4-5]。LPS引起的生物學(xué)效應(yīng)有以下幾個方面：①與機體組織、細胞結(jié)合，直接導(dǎo)致細胞損傷，刺激巨噬細胞、中性粒細胞和內(nèi)皮細胞等釋放炎性介質(zhì)和酶等[6]；②可激活補體和B細胞，是一種較強的有絲分裂原，在免疫系統(tǒng)中起佐劑的作用[7-8]；③作用于凝血和纖溶系統(tǒng)，激發(fā)播散性凝血[9]；④可引起發(fā)熱、休克和致死等。

2 LPS/TLR4信號通路在肝纖維化中的作用

在LPS引起的炎癥反應(yīng)過程中，LPS首先與LBP結(jié)合，LBP具有轉(zhuǎn)運功能，負責將LPS運送到細胞膜上與CD14結(jié)合，形成LPS-LBP-CD14復(fù)合物。LPS可通過該復(fù)合物作用于TLR4，觸發(fā)細胞內(nèi)信號級聯(lián)反應(yīng)，而最終導(dǎo)致核因子-κB（NF-κB）、活化蛋白-1（AP-1）等轉(zhuǎn)錄因子活化，從而誘導(dǎo)一系列基因的活化與表達[10]。在肝纖維化實驗?zāi)Ｐ秃透斡不颊咧?，血漿LPS水平均升高[11-13]。Wiest等[14]的研究認為，腸道動力學(xué)改變、腸道菌群失調(diào)、腸黏膜完整性破壞以及免疫應(yīng)答受抑制都會使腸黏膜屏障被破壞，而引起細菌遷移增加，并在肝纖維化和肝硬化晚期，血漿LPS水平顯著上升。有些研究報道，在進展性肝硬化中，通過有益菌種或抗生素調(diào)節(jié)腸微生物群能有效阻止細菌遷移和特發(fā)性細菌性腹膜炎的發(fā)生[15]?？股乜深A(yù)防由四氯化碳及膽堿不足引起的肝損傷和肝纖維化，LPS可通過MCCD促進肝纖維化發(fā)生[16]。用非吸收性廣譜抗生素處理小鼠后發(fā)現(xiàn)，膽管結(jié)扎的小鼠其肝臟明顯較少發(fā)生纖維變性反應(yīng)[17]。Velayudham等[18]研究發(fā)現(xiàn)，VSL#3（一種益生菌）可通過調(diào)節(jié)膠原表達和抑制TGF-β信號通路，預(yù)防MCCD引起的肝纖維化發(fā)生。

Paik[5]等發(fā)現(xiàn)，在活化的人HSC中可表達TLR4及其共受體MD2和CD14。LPS刺激HSC可引起NF-κB和JNK/AP-1信號通路的強烈活化，促進細胞表面黏附分子ICAM-1和VCAM-1的表達，并誘導(dǎo)炎癥趨化因子IL-8和MCP-1的產(chǎn)生[19]。通過抑制NF-κB活化能夠完全阻斷LPS所誘導(dǎo)的IL-8的分泌，同時使JNK失活也可以部分抑制IL-8的產(chǎn)生，這表明NF-κB和JNK活化在HSC的TLR4信號通路中起關(guān)鍵作用。Seki等[20]的研究證實，在LPS誘導(dǎo)的肝纖維化中，Bambi過表達能抑制TGF-β信號通路，而顯性陰性型Bambi則促進TGF-β信號通路。激活素的跨膜抑制劑是TGF-β信號通路的偽受體，是一種跨膜蛋白，與TGF-βⅠ型受體的胞外區(qū)結(jié)構(gòu)相似，可以競爭性地與Ⅱ型受體結(jié)合，誘導(dǎo)配體TGF-β超家族成員（TGF-β、骨形態(tài)發(fā)生蛋白、激活素等）形成配體受體復(fù)合物，由于Bambi缺乏胞內(nèi)區(qū)的絲氨酸/蘇氨酸激酶結(jié)構(gòu)域，而不能使胞質(zhì)區(qū)的Smad蛋白被磷酸化而激活，從而阻斷TGF-β家族的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)[21]，因此，在HSC中TLR4介導(dǎo)的Bambi下調(diào)會加強TGF-β信號通路。Huang等[22]對慢性丙型肝炎患者作了一種基因的功能基因組掃描分析，總結(jié)出了肝硬化程度風險評估圖表，其中包括7種單核苷酸多態(tài)性（SNPs），可通過這種肝硬化程度風險評估推測出患者肝硬化的進展程度。一種有抗纖維化作用的TLR4的CC等位基因發(fā)生變異，它也是7種SNPs中較常用的[23]。在隨后的研究中，研究人員進一步檢測了這些SNPs與HSC之間的功能連接。將TLR4缺陷小鼠HSC和與TLR4 D299G或T3991互補DNAs重組的人HSC系LX-2用于實驗，發(fā)現(xiàn)與野生型小鼠相比，前兩者對LPS的反應(yīng)性都很低；表現(xiàn)為LPS誘導(dǎo)炎癥細胞因子和炎性趨化因子的表達和分泌減少，Bambi表達上調(diào)，NF-кB熒光素酶受體活性減弱[23]。此外，在TLR4-/-HSC、Myd88-/-HSC和表達D299G或T399I SNPs小鼠HSC中，分別由NF-κB、胞外信號調(diào)節(jié)激酶（ERK）及磷脂酰肌醇3激酶的通路抑制劑誘導(dǎo)的凋亡和細胞自發(fā)性凋亡明顯增多[24]。

3 小結(jié)

在LPS引起的炎癥反應(yīng)過程中，LPS與LBP、CD14結(jié)合后可形成LPS-LBP-CD14復(fù)合物，LPS通過該復(fù)合物作用于TLR4，通過激活NF-κB和JNK信號途徑，可上調(diào)一些炎癥趨化因子（如IL-8、MCP-1）和細胞表面黏附分子（ICVM-1和VCAM-1）的表達。TLR4是革蘭氏陰性菌細胞壁成分LPS的特異性受體，在HSC活化中具有重要作用，能促進肝臟炎癥發(fā)生和纖維化形成。TLR4誘導(dǎo)的HSC活化和增敏可能在肝臟炎癥和肝纖維形成之間起重要的鏈接作用。

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（收稿日期：2014-05-09 本文編輯：許俊琴）