陳晴晴，孫芬芬，張 欣，潘 偉，楊曉瑩

(1.江蘇省免疫與代謝重點實驗室，徐州醫(yī)科大學病原生物學與免疫學教研室，江蘇 徐州 221004； 2.徐州醫(yī)科大學臨床醫(yī)學系，江蘇 徐州 221004； 3.基礎醫(yī)學國家級實驗教學示范中心(徐州醫(yī)科大學)，江蘇 徐州 221004)

肝纖維化是肝對各種致病因子作出的病理反應，許多慢性肝臟疾病如病毒性肝炎、血吸蟲病和原發(fā)性硬化性膽管炎等均可引起肝纖維化。若致病因素不能去除，肝纖維化會發(fā)展為肝硬化、肝癌，最終引起肝功能衰竭。肝纖維化發(fā)病機制復雜，涉及肝星狀細胞、肝細胞及肝巨噬細胞等多種細胞復雜的相互作用[1]。其中，肝星狀細胞(hepatic stellate cells，HSCs)的活化被認為是肝纖維化形成的重要環(huán)節(jié)，其合成和分泌的細胞外基質在肝過度沉積可引起肝纖維化[2-3]。肝巨噬細胞在肝纖維化發(fā)生發(fā)展中亦發(fā)揮重要作用，可介導和維持炎癥信號。近年來大量研究證實，第10號染色體缺失的磷酸酶張力蛋白同源物基因(phosphatase and tensin homology deleted on chromosome ten，PTEN)是肝纖維化的重要調控因子，可通過調控肝細胞、HSCs以及巨噬細胞廣泛參與肝纖維化過程。本文綜述了近年來PTEN調控肝纖維化機制。

1 PTEN

PTEN是 1997 年人類發(fā)現(xiàn)的第一個具有蛋白磷酸酶和脂質磷酸酶雙重活性的抑癌基因，位于10號染色體q23.3區(qū)[4]。PTEN既存在于細胞質，也存在于細胞核中[5]。PTEN有四個功能結構域：N端磷酸酶結構域，C2結構域，C-尾(羧基端)結構域和PDZ-BD結構域[6]。其中，N端磷酸酶結構域與張力素和生長素同源，含有一個磷酸酶活性位點，活性位點既寬又深，使它能夠容納較大的底物，如PIP3。C2結構域可與PTEN的N端磷酸酶結構域相互作用，調節(jié)其磷酸酶活性。C-尾結構域磷酸化降低PTEN活性，而PDZ-BD結構域存在于許多蛋白質中，介導蛋白質間的相互作用。

PTEN具有廣泛的生物學功能，參與細胞增殖、存活、分化和能量代謝等生命過程。PTEN的主要底物是脂膜PIP 3的一個組成部分，通過它可以阻止原癌基因PI3K-AKT-mTOR信號通路的激活，這是協(xié)調細胞增殖、生長、存活和代謝的關鍵途徑，PTEN通過誘導細胞周期阻滯及負性調節(jié)細胞存活，從而調控細胞增殖[5]。PTEN還可通過其C2結構域和蛋白磷酸酶活性抑制細胞遷移，有研究證明PTEN的活性喪失與乳腺癌、前列腺癌及膽囊癌等多種原發(fā)性及轉移性惡性腫瘤有關[7-9]。PTEN的升高通過調節(jié)PI3K依賴途徑和其他獨立途徑來調控代謝轉換，并負性調節(jié)腫瘤細胞的糖酵解和谷氨酰胺分解[10]。越來越多的證據(jù)表明，PTEN在纖維化疾病中發(fā)揮重要作用。腎纖維化、肝纖維化與肺纖維化等疾病中均發(fā)現(xiàn)PTEN表達下調[11-13]。例如，在非酒精性脂肪肝模型中，發(fā)現(xiàn)PTEN通過其脂質磷酸酶活性負調控PI3K/AKT通路，從而在肝纖維化的發(fā)展中發(fā)揮重要作用[14]。

2 PTEN與肝纖維化

肝纖維化的發(fā)展涉及多種細胞，主要有肝星狀細胞、巨噬細胞、肝細胞、髓源性抑制細胞及B細胞與T細胞等免疫細胞[15-16]。近年來，大量研究證實PTEN在肝纖維化的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。比如，在膽總管結扎肝纖維化大鼠模型中，發(fā)現(xiàn)肝組織與HSCs中PTEN的表達均降低[17]。PTEN可通過調控HSCs活化、肝巨噬細胞極化與肝細胞上皮-間質轉化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)等來調控肝纖維化?；赑TEN調控肝纖維化時涉及多種細胞參與，本文下面將分別予以綜述。

2.1 PTEN與肝星狀細胞

肝損傷時，HSCs可活化增殖為肌成纖維細胞，并分泌大量細胞外基質[18]，導致肝細胞功能受損。HSCs的活化過程受諸多因素的調控，而PTEN在其活化過程中扮演重要角色。研究發(fā)現(xiàn)，大鼠肝纖維化進程中PTEN的mRNA與蛋白質表達均下調[17]，而PTEN基因上調可負性調控PI3K/Akt和FAK/ERK信號通路，抑制HSCs的活化和降低其存活能力，使G0/G1和G2/M期細胞周期阻滯，抑制HSCs增殖和促進細胞凋亡，從而改善肝纖維化[19-20]。PTEN通過其脂質磷酸酶活性，可將三磷酸磷脂酰肌醇(phosphatidylinositol-3,4,5-triphosphate，PIP 3)脫磷酸化為二磷酸磷脂酰肌醇(phosphatidylinositol(4,5)-disphosphate, PIP2)，從而抑制磷脂酰肌苷3-激酶(phosphatidylinositide 3-kinase，PI3K)信號通路[6]。報道顯示，黏著斑激酶(focal adhesion kinase, FAK)可調節(jié)HSCs增殖，在大鼠膽管結扎進行性肝纖維化過程中FAK表達增強[21]。在腺病毒編碼野生型PTEN大鼠原代HSCs中，F(xiàn)AK 和ERK蛋白的表達均顯著下降，進一步提示PTEN可能通過FAK/ERK信號通路調控HSCs[19]。亦有研究表明，PTEN過表達可通過蛋白磷酸酶活性抑制活化的HSCs的FAK信號通路，繼而調控肝纖維化[22]。因此，調控HSCs中PTEN表達可能會改善肝纖維化，推測PTEN有望成為治療肝纖維化的重要靶點。在CCl4誘導的小鼠肝纖維化模型中，脂聯(lián)素通過激活PTEN/AKT途徑抑制HSCs活化，進而改善肝纖維化[23]。另外，Li等[24]亦證實橙皮苷衍生物 (hesperitin derivative，HD-11) 不僅可以減輕大鼠肝纖維化細胞外基質的沉積，而且還能在TGF-β1誘導的HSC-T6細胞中下調α-平滑肌肌動蛋白和I型膠原的表達，而HD-11可能通過靶向PTEN/AKT途徑抑制HSCs的活化和增殖，從而改善肝纖維化。

越來越多的證據(jù)表明，RNA如微小RNA(microRNA， miRNA)、長鏈非編碼RNA及小干擾RNA在肝纖維化的過程中亦起著重要作用[25-27]。例如，miR-21已被證實在多種纖維化模型中可激活HSCs，從而參與肝纖維化進程[28]。Wei等[29]研究表明miR-21的過度表達可刺激HSCs的活化，降低HSCs中PTEN蛋白的表達，導致AKT活化，而miR-21表達下調則抑制HSCs的活化。進一步研究發(fā)現(xiàn)，miR-21通過PTEN/AKT途徑介導HSCs的纖維化作用，故認為miR-21可能成為治療肝纖維化的新的分子靶點。此外，報道顯示miR-181b與miR-29b均可介導PTEN信號通路參與肝纖維化[12, 30]。綜上，以RNA為靶點開發(fā)藥物或治療方案，間接地調控PTEN及其信號通路，可為治療肝纖維化提供了新思路。

2.2 PTEN與肝細胞

肝纖維化以細胞外基質在肝過度沉積為主要特征。除較為熟知的HSCs[2]外，肝細胞的上皮間質轉化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)亦對細胞外基質沉積肝臟有重要貢獻[31]。EMT狀態(tài)的一個特征表現(xiàn)為I型膠原mRNA表達和Ⅰ型膠原沉積均顯著上調。研究發(fā)現(xiàn)，在小鼠體內肝細胞亦具有EMT和I型膠原合成的能力，繼而參與肝纖維化的發(fā)生與發(fā)展過程[31]。PTEN的失活可能導致細胞失去基底極性和緊密連接，而這正是EMT的標志[5]。TGF-β1可誘導人肝細胞的miR-21表達上調，進而負性調控PTEN/AKT信號通路，促進人肝細胞EMT發(fā)生，從而參與肝纖維化的發(fā)生發(fā)展[32]。

2.3 PTEN與肝巨噬細胞

枯否細胞(Kupffer cells，KCs)是肝中固有的巨噬細胞，在肝臟炎癥、肝細胞死亡和肝纖維化中發(fā)揮重要的調控作用[33]。KCs可通過激活HSCs促進慢性肝損傷的肝纖維化，亦可通過降解細胞外基質和釋放抗炎細胞因子來對抗炎癥和纖維化。因此，調控KCs極化被認為是防治肝纖維化的重要策略[34]。

PTEN調控巨噬細胞的極化并影響其功能。在肝中，PTEN通過其脂質磷酸酶活性負調控PI3K/AKT通路，而牛膝素可抑制PI3K/AKT 信號通路與促進巨噬細胞向 M2 型極化來減輕炎癥[35]，提示PTEN 可能影響巨噬細胞分化及下調 TNF-α 的生成，進而調控肝纖維化的發(fā)生發(fā)展。髓系PTEN缺陷可通過促進M2巨噬細胞分化保護肝缺血再灌注損傷[36]。在CCl4誘導小鼠肝纖維化進展及逆轉模型中，肝巨噬細胞中 PTEN 表達降低促進巨噬細胞的M2表型，進一步研究發(fā)現(xiàn)PTEN可以下調PI3K/Akt/STAT6信號通路，繼而可促進巨噬細胞向M2型極化[37]。此外，有研究表明，miR-21a可通過抑制PTEN促進KCs的M2型極化[38]，繼而參與肝纖維化發(fā)生發(fā)展。

近年來大量研究表明，免疫細胞如巨噬細胞、T細胞及樹突狀細胞等的功能和代謝之間有著密切聯(lián)系[39-40]。因此，一個新興的基礎和臨床研究領域“免疫代謝”越來越受到人們的關注[41]。研究表明，M1巨噬細胞代謝特點是以糖酵解為主要途徑，而M2巨噬細胞則利用脂肪酸代謝和線粒體氧化磷酸化來滿足能量需求[42]，因此，代謝途徑可影響巨噬細胞極化和功能，進而參與纖維化過程[43]。研究表明，PTEN參與調控細胞糖脂代謝。PTEN升高有助于生物體健康的代謝，其特點是能量消耗增加，身體脂肪積累減少[10]。PTEN通過PI3K依賴和獨立的途徑調控腫瘤細胞的糖酵解和谷氨酰胺分解，也可通過促進氧化磷酸化，減少糖酵解[44]。而PTEN肝特異性敲除小鼠易發(fā)生脂肪肝，甘油三酯含量增加，載脂蛋白B含量降低[45]。PTEN轉基因小鼠可使能量消耗增加、脂肪含量降低及胰島素敏感性得到改善[46]。這提示PTEN可能通過調控肝巨噬細胞代謝參與肝纖維化的發(fā)生發(fā)展，不過，具體機制仍有待進一步研究。

3 結論與展望

綜上，PTEN在肝纖維化的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用，其可能是肝纖維化干預的重要靶點。目前關于PTEN調控肝纖維化的研究主要集中在PI3K/AKT通路，也發(fā)現(xiàn)PTEN可調控巨噬細胞M2極化以及EMT發(fā)生，但具體機制尚待深究。鑒于PTEN在糖脂代謝中扮演重要角色，未來關于PTEN調節(jié)肝纖維化的研究，可能要著眼于涉及細胞的代謝重編程事件，將或尋得肝纖維干預的新靶標。