晚期糖基化终末产物与肝纤维化.doc

晚期糖基化终末产物与肝纤维化【关键词】晚期糖 肝纤维化是一种复杂的病理过程，其具体发病机制不明。近年来，随着对晚期糖基化终末产物（Advanced Glycation End Products，AGEs）研究的深入，发现AGEs参与糖尿病肾病、衰老等多种病理生理过程，但有关AGEs与肝纤维化之间关系的研究迄今国内外报道尚少。本文就近几年关于肝纤维化与AGEs之间关系的研究进行综述。1 AGEs的来源及其生化特征AGEs是指蛋白质、核酸或脂质等与大分子物质的氨基在不需酶参与条件下，能自发地与葡萄糖或其它还原糖的醛基或酮基反应所生成的稳定的共价加成物 1 ，该反应过程称为非酶糖基化反应，又称Mailard反应，是一个非常复杂的多步骤反应。经典的Maillard反应可分为三个步骤:（1）蛋白质、核酸或脂质的氨基（可以是位于末端的-氨基或是位于侧链的e-氨基）与还原糖（可以是葡萄糖也可以是果糖或戊糖）的羰基缩合成一不稳定的schiff碱，该过程是一可逆过程，需时很短;（2）由schiff碱经过Amadori重排形成一种比较稳定的早期糖化产物Amadori产物，该过程也是可逆的，需数天;（3）Amadori产物可以经过脱水、重排产生高度活性的羰基化合物，它们同蛋白质的自由氨基起反应形成AGEs，这是Maillard反应的晚期阶段。该过程不可逆，需数周。氧化可加速AGEs的合成，抗氧化可作为减少AGEs生产的治疗手段之一 2，3 。AGEs与病理有关的化学特性主要有 47 :（1）AGEs形成发生于蛋白质、核酸和脂质;（2）AGEs修饰是不可逆的，这是AGEs与Amadori产物最重要的区别;（3）蛋白质上AGEs形成使其对蛋白水解酶的消化具有高度抵抗力;（4）AGEs可引起同一蛋白（如胶原的多肽间）交联形成，其效联即使去除了糖，仍能通过侧联交联形成分子量极大的物质。蛋白质等大分子物质可以以糖基化为桥梁连成分子量极大的物质。AGEs还能俘获未糖化的蛋白（如低密度脂蛋白和免疫球蛋白等）;（5）脂质上AGEs形成可引起脂质氧化;（6）AGEs通过化学作用灭活一氧化氮;（7）许多细胞表面存在特异性AGEs受体，如单核/巨噬细胞、T淋巴细胞、内皮细胞、肾小球系膜细胞、肝星形细胞及肌成纤维样细胞，AGEs可通过其受体使相应细胞发生一系列变化。2 AGEs与肝纤维化2.1 AGEs水平在肝纤维化时是升高的 研究证实，糖尿病肾病患者血清AGEs水平是升高的8 。最近，Katarlna.sebekova等观察了51例肝纤维化患者及19例健康对照者血清AGEs水平，其中5例患者为肝移植术后36个月。结果发现，肝纤维化患者血清AGEs水平明显升高（血清AGEs水平由荧光AGEs及N -羧甲基赖氨酸测得）。且N -羧甲基赖氨酸水平与肝纤维化严重程度相关 9 。同时，我们初步实验结果表明在肝纤维化大鼠模型血清AGEs水平也是升高的。2.2 肝纤维化血清AGEs水平升高的可能机制 各种大分子物质在体内的代谢受肝脏及肾脏功能的影响，肝纤维化时肝脏的清除功能是下降的。人体内AGEs可与单核/巨噬细胞上特异的AGEs受体（RAGE）结合，经内化被分解或通过细胞外蛋白水解系统分解成为低分子量AGEs，最后经肾脏清除 8 。除肾脏外，肝脏在AGEs的清除中发挥着很大作用。Yang等证实在小鼠所有被检测组织中，肝脏具有最高的AGEs结合活性 10 。血管内给予牛血清白蛋白非酶促糖基化终末产物（AGE-BSA）后，90%以上被窦内皮细胞清除，肝脏摄取的AGE-BSA中（60%65%），肝内皮细胞占60%65%，Kupffer细胞占24%28%，而肝细胞所占比例少，小于20% 11 。内皮细胞可能是通过清道夫受体摄取AGEs的，然而，在肝内皮细胞，AGEs配基清道夫受体是不同于A类巨噬细胞清道夫受体的 12 。AGE-BSA部分地抑制（约30%）人类肝肿瘤HepG2细胞对HDL胆固醇选择性摄取。这表明AGEs与B类清道夫受体的相互作用 13 。此外，AGEs的两种结合蛋白OST-48和80K-H已被证实存在于肝细胞膜表面 14 。Katarlna.Sebekova等研究表明，损伤的肾功能对于CML升高的作用与肾功能损害的程度成比例，但对于AGEs升高其相关程度不大。肝移植后3个月，虽然肾功能的损害仍然存在，但血清CML水平下降了约50%，证明了肝脏在清除AGEs中的中心作用。据此，在肝纤维化和其它晚期肝病时，AGEs的聚集可以认为是肝功能损害的结果 9 。肝纤维化时可通过以下途径使血清AGEs升高:最主要的可能是由于肝功能的损害致使肝细胞清除AGEs的能力减退。在动物和细胞培养研究中已观察到:肝脏快速摄取AGEs进入肝内皮细胞和Kupffer细胞的现象 11 。肝纤维化临床评分、胆红素聚集和升高的AGEs之间的直接关系，以及N -羧甲基赖氨酸水平、白蛋白含量和MEGX含量（MEGX:肝生物转化酶功能评价指标，为肝功能的标志）之间的负相关关系都支持这种假设，肝功能减退对于AGEs的清除率也降低 9 。除了肝窦内皮细胞在肝纤维化时摄取AGEs减少外，氧化应激作为有利于AGEs升高的因素也需要考虑，特别是由于自身的炎症过程以及抗氧化能力的减退。已观察到在酒精性肝硬化病人氧自由基水平是升高的 15 。这与Katarlna Sabekova等的研究:一组酒精性肝硬化患者具有最高水平血清AGEs含量是吻合的。此外，据报道在晚期肝纤维化患者中细菌内毒素水平也是升高的 16 。这样可以导致氧化应激，从而升高AGEs水平。内毒素对于AGEs水平升高的重要性最近才被认识到。与超纯度的血液透析相比给予传统的含内毒素血液透析患者血清N -羧甲基赖氨酸水平明显升高 9 。目前对于在肝纤维化时引起AGEs升高的各种机制的作用尚不能确切评价，同时许多可能存在的其它机制仍待进一步研究。2.3 AGEs在肝纤维化形成中可能的作用及机制 目前认为肝纤维化是肝损伤持续存在引起的组织修复反应时细胞外基质合成与降解不平衡而引起的病理动态过程。涉及复杂的细胞及分子机制。肝纤维化是慢性肝病重要的病理特征，是进一步向肝硬化发展的主要环节，而肝星状细胞激活并转化为肌成纤维样细胞（myofibroblastic-like cell，MFLC）是肝纤维化发生、发展的关键环节，各种致纤维化因素均把肝星状细胞作为最终靶细胞，通过促使其转化为肌成纤维样细胞这一共同途径导致肝纤维化的形成 17 。HSC的激活过程主要包括:增殖兴奋激活，表型由维生素A贮存型转化为广谱细胞外基质肌成纤维样细胞表型，同时产生收缩性。在这一系列级联反应中转化生长因子-起关键作用，它可激活肝星状细胞使其转化为肌成纤维样细胞 7 。多种类型的细胞表面存在AGEs特异受体，AGEs聚集所致的各种紊乱是通过其与特异性受体相互作用实现的 18 。在肝脏AGEs可能通过激活Kupffer细胞、星状细胞、窦内皮细胞之后使氧化应激和细胞增生形成，激活转化生长因子-，同时作为AGEs直接影响，交联的形成可能加重成基质的形成 9 。Wautier等证实给小鼠肝脏组织灌注糖尿病患者红细胞（含有高水平的AGEs）发现硫巴比妥反应物（TBARS）升高。通过运用AGEs受体RAGE的抗体提前处理则可以阻止其升高 19 。Heinz Fehrenbach等 7 运用Northern杂交分析发现在鼠肝脏中只有肝星状细胞和肌成纤维样细胞特异性表达RAGEsmRNA。在肝细胞、Kupffer细胞、窦内皮细胞未见有RAGE表达。而且与静止的HSC细胞相比，当肝星状细胞转化为肌成纤维样细胞时RAGEsmRNA的表达是上调的，同时运用Western杂交和免疫组化分析发现相应的RAGE蛋白的表达也是增加的。转化生长因子 1 作用可使RAGE蛋白的从头合成时间依从性增加215倍。PD098059（MAPK酶的一种特异性抑制剂）提前作用肝星状细胞可完全清除由于转化生长因子 1 诱导所致的RAGE合成的增加。此外，在2000年AASLD会议有报道指出通过可溶解的RAGE或IgG的F（ab） 2 -片段直接地抗RAGE、amphoterin或S100，可以明显地改善肝功能，同时加快85%肝切除术后肝细胞的再生。说明AGEs在肝纤维化发生过程中有一定的作用，而且可能是通过与肝星状细胞表面的特异性受体结合而发生作用的 20 。由此可见:AGEs聚集对肝纤维化的发生、发展有重要的影响，但其具体机制仍需进一步研究。总之，AGEs与肝纤维化的研究目前尚处于探索阶段，但已取得了一