细胞因子对细胞外基质在肝内沉积的影响
陈黎明，习羽，王陆军，中国人民解放军第302医院感染二科 北京市 100039
项目负责人 陈黎明，100039，北京市，中国人民解放军第302医院感染二科
收稿日期 2001-06-13 接受日期 2001-06-25
陈黎明，习羽，王陆军.细胞因子对细胞外基质在肝内沉积的影响. 世界华人消化杂志 2002;10(1):59-60
0 引言细胞外基质(extracellular matrix, ECM)在肝内沉积的过程十分复杂，许多细胞和细胞因子参加了这个过程，其中肝星状细胞(HSC)发挥十分重要的作用，HSC的激活是肝脏纤维化过程的中心环节[1].肝脏因各种原因受到损伤时，肝脏的非实质细胞产生一些细胞因子，这些细胞因子主要作用于HSC，使之合成和分泌细胞外基质[2,3].细胞因子对细胞外基质在肝内沉积的调节实际主要是对肝星状细胞合成和分泌ECM的调节.直接和间接参与ECM合成、分泌、沉积与降解调节的细胞因子主要有三类：一类细胞因子是双向调节细胞合成和分泌ECM的细胞因子，如：转化生长因子β(TGFβ)，他抑制HSC增殖，但促进HSC分泌ECM，而肿瘤坏死因子α(TNFα)的作用恰好与TGFβ相反，内皮素也有类似作用[4].第二类是促进细胞合成和分泌ECM的细胞因子，如：血小板衍生生长因子(PDGF)，表皮生长因子(ECG)，胰岛素样生长因子(IGF1)，白介素1(IL1), IL4,IL6,IL8,促有丝分裂蛋白激酶，3-磷脂酰肌醇激酶，灶状粘附激酶，蛋白激酶C和粘连蛋白等细胞因子等.第三类是抑制细胞合成、分泌和沉积ECM的细胞因子，如：γ干扰素(INFγ)，ECM降解蛋白酶类等[5].
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1 TGFβ他是由两条多肽链组成的蛋白质，是一个多功能的细胞因子家族，共有5个亚型并已克隆化，TGFβ主要来源于淋巴细胞、血小板、单核细胞和枯否氏细胞，脯乳类动物仅有Ⅰ 型、Ⅱ型和Ⅲ型.ECM的合成与降解主要由TGFβ1调控，TGFβ1在肝内由非实质细胞合成，在 培养基和体内均能抑制肝细胞合成DNA，调节ECM蛋白合成和沉积.他能调节细胞发挥多种功 能，是细胞生长的双向调节剂，对于不同的细胞和组织其调节功能可能完全相反.TGFβ与TG Fβ受体(TβR)结合而发挥作用，TβR由三部分组成，细胞外部分与TGFβ结合，通过跨膜 蛋白使胞质内部分—丝氨酸/苏氨酸激酶激活而发挥调节作用，他具有调节细胞生长和分 化；剌激ECM的合成；抑制细胞外蛋白酶活性，抑制ECM的降解；增强某些细胞因子如PDGFmR NA表达和对成纤维细胞，单核细胞趋化作用.用CCl4攻击大鼠，血浆中TGFβ1的浓度在24h开始增高，48h达最大值，抑制肝细胞的增殖反应于48h降低，72h恢复正常，在用CCl4攻 击动物后，肝细胞的TGFβ受体于48h明显降低，TGFβ不能有效传达其抑制增殖的信号，72h TGFβ受体的表达恢复正常，使信号传达到细胞核，而肝星状细胞的TGFβ受体则持续表达 ，一旦TGFβ增加，TGFβ受体就能将信号转达为纤维连接蛋白[6].
, 百拇医药
2 血小板衍生生长因子(PDGF)PDGF最初是从血小板α颗粒分离的一种多肽类细胞因子，由A,B两个多肽组成，共三个亚型(PDGF-AA, PGDF-BB, PDGF-AB).PDGF主要由血小板所释放，现在发现许多细胞均能合 成和分泌PDGF，在肝脏主要由非实质细胞分泌，具有多种细胞活性，最主要的作用是促使细 胞发生有丝分裂，是剌激肝星状细胞增殖最有效的细胞因子.活化的HSC表面表达PDGF受体， 静止期的HSC则缺如.PDGF通过与其相应的受体结合而发挥作用.PDGF受体(PDGF-R)由α和 β两条多肽构成，受体露出于胞膜部分是PDGF的结合位点，受体位于细胞内部分，具有酪氨 酸激酶活性.近年来研究细胞因子调节ECM的重点放于HSC细胞内信息传递过程[1,7] .信息传递的过程十分复杂，目前推测的大致过程是：当PDGF与细胞表面的PDGF-R结合，受 体的亚单位自动磷酸化几个酪氨酸残基，这些残基为含有癌基因src 2区同源的分子提供粘 附位点.第一个蛋白是Grb2，他拥有激活Ras蛋白的Sos，从而激活激酶机链，引发随后的Raf -1，促有丝分裂蛋白激酶和胞外信号调节激酶(ERK).参加这个反应过程的第二个蛋白是 使PDGF磷酸化的、也拥有src 2区同源的磷脂酶Cγ(PLCγ)，他首先启动一个特异的信号 机链：即先将4，5二磷酸磷脂酰肌，水解成纤维糖，1,4,5三磷酸盐和二脂酰甘油(DAG)， DAG激活蛋白激酶C(PKC)(他是促有丝分裂激酶家族中的关键酶)，已激活的PKC激活另一 个磷脂酶D(PLD),他使磷脂酰胆碱和/或磷脂酰乙胺醇崩解，形成磷酸(PA)及其产物， 释放出胆碱和胆胺，在成纤维细胞系中PLD与PDGF激活的细胞增殖有关，外源性磷酸与诱导D NA合成有关.外源性PA与HSC的有丝分裂有关，他能使细胞外信号调节激酶(ERK)的活性持 续升高，但细胞增殖可以被ERK抑制剂PD98059完全抑制，PDGF介导的ERK激活细胞增殖比经 其他途径更重要，而PDGF具有持续性地促进HSC分泌PA，信号传递主要是一个磷酸化过程.
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局灶粘附激酶(FAK)是一个非受体酪氨酸激酶，广泛存在于细胞培养的局灶粘附斑，参与 细胞形态和移动的调节，是其他信号传递的会集点.FAK由PDGF激活，在PDGF激活过程中也存 在磷酸化，Ras蛋白参与调节.GGTI-298是一种酯转移酶，可同时阻断PDGF诱导FAK酪氨酸磷酸化、ERK的活性、细胞外钙增加以及PDGF的生物活性；FTI-277是法尼醇转移酶，在高剂 量时可抑制Ras蛋白活性，提示Ras在HSC中是连接PDGFβ受体与FAK的桥梁[8].
3 INFγINFγ是目前已证明能有效抑制ECM合成、分泌和沉积的细胞因子，他主要抑制成纤维细胞合 成Ⅰ、Ⅲ型胶原，其作用部位是抑制前胶原mRNA的表达，这与TNFα抑制胶原合成的机制有 相同之处[9].实验中将INFγ和TNFα合用，可发挥协同作用[10].INFγ 不仅能抑制胶原合成，而且也可抑制HSC细胞的分化和增殖，但INFγ不能使已经增殖的HSCs 细胞数目减少，提示：用INFγ治疗时，ECM的合成量会大幅下降，由于HSC的数量并没有减 少，因此停药后，ECM的合成又可能会增加.
, 百拇医药
总之，众多的细胞因子参与ECM在肝内沉积的调节，这些细胞因子之间亦相互影响，相互制 约，他们又与合成、分泌和沉积ECM的细胞之间相互关联[11].清楚他们之间的关系 ，将会对肝纤维化的预防和治疗提供有益的指导和帮助.
4 参考文献1 Britton RS, Bacon BR. Intracellular signaling pathways in stellate cell activation. Isr Med Assoc J 2000 ;2(Suppl):74-80
2 白文元，姚希贤，冯丽英. 肝纤维化的研究现状. 世界华人消化杂志 2000；8：1267-1268
3 陆晓青，王琳，李文，孙辉. 肝硬变病变中细胞因子的变化. 世界华人消化杂志 2000；8(特刊8)：85
, 百拇医药
4 张莉娟，王小众，黄月红，陈治新. 降钙素基因相关肽，血管紧张素Ⅱ和内皮素在大鼠纤维化中的作用.
世界华人消化杂志 2001；9：457-459
5 Massova I, Kotra LP, Fridman R, Mobashery S. Matrix metalloproteinases: strures,evolution, and diversification.
FASEB J 1998; 12: 1075-1095
6 Date M, Matsuzaki K, Matsushita M, Tahashi Y, Furukawa F, Inoue K. Modulation of transforming growth factor beta function in
, http://www.100md.com
hepatocytes and hepatic stellate cells in rat liver injury. Gut 2000;46:719-24
7 黄光存，张锦生. 肝星状细胞激活的细胞内信号转导. 世界华人消化杂志 2001；9：1056-1060
8 Carloni V, Pinzani M, Giusti S, Romanelli RG, Parola M, Bellomo G, Failli P, Hamilton AD, Sebti SM, Laffi G, Gentilini P. Tyrosine
phosphorylation of focal adhesion kinase by PDGF is dependent on ras in human hepatic stellate cells. Hepatology 2000;31:131-40
9 蒋树林，姚希贤，孙玉风. 肝纤维化的治疗. 世界华人消化杂志 2000；8：684-686
10 赵东强，张晓岚，姜慧卿. TNF-α与肝星状细胞. 世界华人消化杂志 2001；9：947-948
11 姜慧卿，张晓岚. 肝纤维化的发生机制. 世界华人消化杂志 2000；8：687-689, http://www.100md.com(陈黎明，习 羽，王陆军)
项目负责人 陈黎明，100039，北京市，中国人民解放军第302医院感染二科
收稿日期 2001-06-13 接受日期 2001-06-25
陈黎明，习羽，王陆军.细胞因子对细胞外基质在肝内沉积的影响. 世界华人消化杂志 2002;10(1):59-60
0 引言细胞外基质(extracellular matrix, ECM)在肝内沉积的过程十分复杂，许多细胞和细胞因子参加了这个过程，其中肝星状细胞(HSC)发挥十分重要的作用，HSC的激活是肝脏纤维化过程的中心环节[1].肝脏因各种原因受到损伤时，肝脏的非实质细胞产生一些细胞因子，这些细胞因子主要作用于HSC，使之合成和分泌细胞外基质[2,3].细胞因子对细胞外基质在肝内沉积的调节实际主要是对肝星状细胞合成和分泌ECM的调节.直接和间接参与ECM合成、分泌、沉积与降解调节的细胞因子主要有三类：一类细胞因子是双向调节细胞合成和分泌ECM的细胞因子，如：转化生长因子β(TGFβ)，他抑制HSC增殖，但促进HSC分泌ECM，而肿瘤坏死因子α(TNFα)的作用恰好与TGFβ相反，内皮素也有类似作用[4].第二类是促进细胞合成和分泌ECM的细胞因子，如：血小板衍生生长因子(PDGF)，表皮生长因子(ECG)，胰岛素样生长因子(IGF1)，白介素1(IL1), IL4,IL6,IL8,促有丝分裂蛋白激酶，3-磷脂酰肌醇激酶，灶状粘附激酶，蛋白激酶C和粘连蛋白等细胞因子等.第三类是抑制细胞合成、分泌和沉积ECM的细胞因子，如：γ干扰素(INFγ)，ECM降解蛋白酶类等[5].
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1 TGFβ他是由两条多肽链组成的蛋白质，是一个多功能的细胞因子家族，共有5个亚型并已克隆化，TGFβ主要来源于淋巴细胞、血小板、单核细胞和枯否氏细胞，脯乳类动物仅有Ⅰ 型、Ⅱ型和Ⅲ型.ECM的合成与降解主要由TGFβ1调控，TGFβ1在肝内由非实质细胞合成，在 培养基和体内均能抑制肝细胞合成DNA，调节ECM蛋白合成和沉积.他能调节细胞发挥多种功 能，是细胞生长的双向调节剂，对于不同的细胞和组织其调节功能可能完全相反.TGFβ与TG Fβ受体(TβR)结合而发挥作用，TβR由三部分组成，细胞外部分与TGFβ结合，通过跨膜 蛋白使胞质内部分—丝氨酸/苏氨酸激酶激活而发挥调节作用，他具有调节细胞生长和分 化；剌激ECM的合成；抑制细胞外蛋白酶活性，抑制ECM的降解；增强某些细胞因子如PDGFmR NA表达和对成纤维细胞，单核细胞趋化作用.用CCl4攻击大鼠，血浆中TGFβ1的浓度在24h开始增高，48h达最大值，抑制肝细胞的增殖反应于48h降低，72h恢复正常，在用CCl4攻 击动物后，肝细胞的TGFβ受体于48h明显降低，TGFβ不能有效传达其抑制增殖的信号，72h TGFβ受体的表达恢复正常，使信号传达到细胞核，而肝星状细胞的TGFβ受体则持续表达 ，一旦TGFβ增加，TGFβ受体就能将信号转达为纤维连接蛋白[6].
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2 血小板衍生生长因子(PDGF)PDGF最初是从血小板α颗粒分离的一种多肽类细胞因子，由A,B两个多肽组成，共三个亚型(PDGF-AA, PGDF-BB, PDGF-AB).PDGF主要由血小板所释放，现在发现许多细胞均能合 成和分泌PDGF，在肝脏主要由非实质细胞分泌，具有多种细胞活性，最主要的作用是促使细 胞发生有丝分裂，是剌激肝星状细胞增殖最有效的细胞因子.活化的HSC表面表达PDGF受体， 静止期的HSC则缺如.PDGF通过与其相应的受体结合而发挥作用.PDGF受体(PDGF-R)由α和 β两条多肽构成，受体露出于胞膜部分是PDGF的结合位点，受体位于细胞内部分，具有酪氨 酸激酶活性.近年来研究细胞因子调节ECM的重点放于HSC细胞内信息传递过程[1,7] .信息传递的过程十分复杂，目前推测的大致过程是：当PDGF与细胞表面的PDGF-R结合，受 体的亚单位自动磷酸化几个酪氨酸残基，这些残基为含有癌基因src 2区同源的分子提供粘 附位点.第一个蛋白是Grb2，他拥有激活Ras蛋白的Sos，从而激活激酶机链，引发随后的Raf -1，促有丝分裂蛋白激酶和胞外信号调节激酶(ERK).参加这个反应过程的第二个蛋白是 使PDGF磷酸化的、也拥有src 2区同源的磷脂酶Cγ(PLCγ)，他首先启动一个特异的信号 机链：即先将4，5二磷酸磷脂酰肌，水解成纤维糖，1,4,5三磷酸盐和二脂酰甘油(DAG)， DAG激活蛋白激酶C(PKC)(他是促有丝分裂激酶家族中的关键酶)，已激活的PKC激活另一 个磷脂酶D(PLD),他使磷脂酰胆碱和/或磷脂酰乙胺醇崩解，形成磷酸(PA)及其产物， 释放出胆碱和胆胺，在成纤维细胞系中PLD与PDGF激活的细胞增殖有关，外源性磷酸与诱导D NA合成有关.外源性PA与HSC的有丝分裂有关，他能使细胞外信号调节激酶(ERK)的活性持 续升高，但细胞增殖可以被ERK抑制剂PD98059完全抑制，PDGF介导的ERK激活细胞增殖比经 其他途径更重要，而PDGF具有持续性地促进HSC分泌PA，信号传递主要是一个磷酸化过程.
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局灶粘附激酶(FAK)是一个非受体酪氨酸激酶，广泛存在于细胞培养的局灶粘附斑，参与 细胞形态和移动的调节，是其他信号传递的会集点.FAK由PDGF激活，在PDGF激活过程中也存 在磷酸化，Ras蛋白参与调节.GGTI-298是一种酯转移酶，可同时阻断PDGF诱导FAK酪氨酸磷酸化、ERK的活性、细胞外钙增加以及PDGF的生物活性；FTI-277是法尼醇转移酶，在高剂 量时可抑制Ras蛋白活性，提示Ras在HSC中是连接PDGFβ受体与FAK的桥梁[8].
3 INFγINFγ是目前已证明能有效抑制ECM合成、分泌和沉积的细胞因子，他主要抑制成纤维细胞合 成Ⅰ、Ⅲ型胶原，其作用部位是抑制前胶原mRNA的表达，这与TNFα抑制胶原合成的机制有 相同之处[9].实验中将INFγ和TNFα合用，可发挥协同作用[10].INFγ 不仅能抑制胶原合成，而且也可抑制HSC细胞的分化和增殖，但INFγ不能使已经增殖的HSCs 细胞数目减少，提示：用INFγ治疗时，ECM的合成量会大幅下降，由于HSC的数量并没有减 少，因此停药后，ECM的合成又可能会增加.
, 百拇医药
总之，众多的细胞因子参与ECM在肝内沉积的调节，这些细胞因子之间亦相互影响，相互制 约，他们又与合成、分泌和沉积ECM的细胞之间相互关联[11].清楚他们之间的关系 ，将会对肝纤维化的预防和治疗提供有益的指导和帮助.
4 参考文献1 Britton RS, Bacon BR. Intracellular signaling pathways in stellate cell activation. Isr Med Assoc J 2000 ;2(Suppl):74-80
2 白文元，姚希贤，冯丽英. 肝纤维化的研究现状. 世界华人消化杂志 2000；8：1267-1268
3 陆晓青，王琳，李文，孙辉. 肝硬变病变中细胞因子的变化. 世界华人消化杂志 2000；8(特刊8)：85
, 百拇医药
4 张莉娟，王小众，黄月红，陈治新. 降钙素基因相关肽，血管紧张素Ⅱ和内皮素在大鼠纤维化中的作用.
世界华人消化杂志 2001；9：457-459
5 Massova I, Kotra LP, Fridman R, Mobashery S. Matrix metalloproteinases: strures,evolution, and diversification.
FASEB J 1998; 12: 1075-1095
6 Date M, Matsuzaki K, Matsushita M, Tahashi Y, Furukawa F, Inoue K. Modulation of transforming growth factor beta function in
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hepatocytes and hepatic stellate cells in rat liver injury. Gut 2000;46:719-24
7 黄光存，张锦生. 肝星状细胞激活的细胞内信号转导. 世界华人消化杂志 2001；9：1056-1060
8 Carloni V, Pinzani M, Giusti S, Romanelli RG, Parola M, Bellomo G, Failli P, Hamilton AD, Sebti SM, Laffi G, Gentilini P. Tyrosine
phosphorylation of focal adhesion kinase by PDGF is dependent on ras in human hepatic stellate cells. Hepatology 2000;31:131-40
9 蒋树林，姚希贤，孙玉风. 肝纤维化的治疗. 世界华人消化杂志 2000；8：684-686
10 赵东强，张晓岚，姜慧卿. TNF-α与肝星状细胞. 世界华人消化杂志 2001；9：947-948
11 姜慧卿，张晓岚. 肝纤维化的发生机制. 世界华人消化杂志 2000；8：687-689, http://www.100md.com(陈黎明，习 羽，王陆军)