肝纤维化的病理发生校正

1、肝纤维化的病理发生Translatedbywjsod（图表附文后）Anna.Rev.Pathol.Mech.Dis.2011.6:425-56VirginiaHernanderz-Gea与ScottL.Friedman纽约州纽约市西奈山医学院肝病分部关键词：肝脏星状细胞胞外基质坏死肌成纤维细胞摘要：肝脏纤维化是世界范围内肇因于慢性病毒性肝炎以及最近更多的肇因于肥胖相关脂肪性肝病一个主要的发病及致死原因。由于肝星状细胞是肝脏受损时胞外基质形成的最初来源，所以肝星状细胞激活代表了肝纤维化的一个关键事件。细胞培养与动物模型的应用已经拓展了我们对星状细胞激活机制的认识，并给对其基因调控，免疫信号转导的

2、作用以及疾病潜在可逆性的研究撒上了一道曙光。随着对肝纤维化病理发生途径了解的深入，今后关键的挑战将是把最新进展转化为对慢性肝病患者抗纤维化治疗技术的发展。介绍：肝纤维化是一个可逆的创伤修复反应，其特征是肝损伤后的胞外基质（ECM）累积。如果损害是急性或自限的，那么这种变化是一过性的，肝脏结构将恢复正常组成。但是如果损害持久，慢性炎症与胞外基质的累积将持续，导致瘢痕组织进展性替代肝实质。此过程将导致肝硬化，并引发不良后果与高致死率。进入这一终末期的过程是非常多变而缓慢的，有慢性肝损伤的患者病程可超过20到40年，其发病间隔受到遗传与环境因素的影响。肝脏实质由上皮细胞（肝细胞），内皮细胞，以及驻留

3、的非实质细胞包括肝星状细胞与枯否氏细胞组成。肝窦是肝内的微血管单元。其中有被孔隙开口区分的内皮膜并被内皮下有星状细胞驻留的狄氏隙与肝细胞隔开。这一空间包含对维持实质细胞不同功能很关键的基底膜样基质，并有足够的渗透性以保证肝细胞与血流间的代谢交换。临床与病理背景胞外基质在狄氏隙的沉着导致作为内皮膜特征的正常开孔丢失，并阻碍门脉血流与肝细胞间正常的双向代谢交换。这一过程称为肝窦毛细血管化。不同模式的肝纤维化进程已经在其不同原发疾病的基础上被描述，包括损伤的区域（门脉区或是中心区）、参与的成纤维细胞的来源以及占优势的纤维化机制。（图1）慢性乙型与丙型肝炎是桥接纤维化的主要原因，以界面性肝炎及门脉-中

4、心静脉桥接坏死为特征，最终形成门脉-中心纤维间隔。窦周或肝细胞周纤维化典型地出现在酒精相关的紊乱或是非酒精性脂肪肝中。酒精相关的纤维化以胞外基质在肝窦与肝细胞四周的狄氏隙沉着为特征（鸡笼状模式）。胆汁性肝纤维化涉及胆管及胆管周围肌成纤维细胞的增生，导致围绕肝小叶的门脉-门脉纤维间隔形成。改变静脉血流出的状况是小叶中心纤维化的主要原因，其特征是中心-中心性纤维间隔。持续的肝纤维化疾病进展导致肝硬化，这是创伤累积的终末期，并以肝实质与血管结构的变形为特征。肝硬化的主要病理学特征就是被纤维间隔包围的再生肝实质结节的形成，其能与肝微血管末端融合，在结节特别大时能与门静脉融合（如大结节肝硬化）。门体循环

5、分流与静脉阻塞时常发生，可导致肝功能损伤并发展为门脉高压。连接门脉与中心静脉且血管化的间隔是由血管再生刺激生成的，并导致了绕过肝实质的门体循环分流。（图2）肝纤维化在很大程度上是无症状的，但进展到肝硬化可导致显著的发病与致死风险。在消化系统疾病中，肝硬化是美国最常见的非肿瘤致死病因，每年导致30000人死亡。另有10000人死于通常有肝硬化背景发生的肝癌。一旦肝硬化发生，其自然病程包括从代偿期到失代偿期的进展，后者是由门脉高压与肝脏衰竭所确定的。门脉高压是导致死亡或是肝脏移植的肝硬化的主要并发症。根据欧姆定律，门脉高压可以由肝脏对血流阻抗的增加和/或是血流的增加所导致。门脉高压最初的病理生理学

6、事件就是主要发生在肝窦的血管阻抗的增加。肝瘢痕组织或肝细胞外基质的组成在正常肝脏中，胞外基质是高度动态的基底层，处于受到精确调控的合成与降解的平衡之中。但在慢性肝损伤期间，胞外基质的合成超过了其降解，进展性的纤维间隔加厚以及胶原蛋白的化学交联导致肝纤维化的生成。此外，胞外基质组成成分的变化直接刺激了纤维化的发生。胞外基质是一个严密组织的为肝实质提供结构与功能上完整性的分子网络，纤维化直接影响了其性质与数量。正常情况下，胞外基质占据不超过3%的肝组织切片相对面积，以及大约0.5%的湿重。也是格利森氏囊、门脉、中心静脉以及内皮下狄氏隙的组成成分。在肝内胞外基质最主要的结构成分有胶原蛋白、蛋白聚糖、

7、层粘蛋白、纤连蛋白以及基质细胞蛋白。正常肝脏狄氏隙的低密度基底膜样基质主要由胶原蛋白IV与VI组成。肝脏受损后，此基质破裂并被纤维状胶原取代；此时基质由月妇M蛋白I与II以及纤连蛋白组成。胞外基质组成的这些性质与数量变化（称为毛细血管化）改变了基质的微环境并对肝窦腔与肝细胞间的血浆双向流动产生阻碍，从而导致肝功能的改变。除了与结构分子的整合，胞外基质也会与一系列以特异的休眠状态结合并保存的生长因子以及基质金属蛋白酶（MMP）整合。因而胞外基质可以调节生长因子的活性与可得性。例如，两种胞外基质的成分一一核心蛋白聚糖与二糖链蛋白聚糖结合转化生长因子3（TGF-3）、纤连蛋白与层粘蛋白结合肿瘤坏死因

8、子a（TNF-a）以及胶原蛋白结合血小板衍生生长因子（PDGF）、肝细胞生长因子（HGF）与白细胞介素（IL）-2。生存因子与胞外基质的结合可以防止受损肝细胞的凋亡以及生长因子的裂解。胞外基质与其周围细胞的互动是双向的。肝脏受损伤后，胞外基质可调节肝星状细胞的激活与增生、血管生成以及生长因子与MMP的可得性与活性。胞外基质也提供细胞极化、粘附、迁移、增生、生存及分化的信号。胞外基质-细胞互动大多由特异的膜粘附受体确定。在这些受体中，整合蛋白家族、ADAM（解聚蛋白与金属蛋白酶结构域）分子、以及盘状结构域受体已被深入研究，其细节如下。整合蛋白（Integrins）是由a-与3-两个亚单位组成的异

9、二聚体跨膜受体，有一个球形头部结构域可与胞外基质结合成分以及细胞粘附分子结合。经典整合蛋白配体包含一个对于信号转导必要但不充分的精-甘-天序列。整合蛋白也能调节细胞粘附后其他受体的下游信号转导通路。培养的肝星状细胞表达“131、以31、531以及634“231、初34、N38以及o531的上调在实验肝纤维化模型中已被鉴别；然而，淤胆性疾病也与N66的诱导有关。整合蛋白也可干扰在肿瘤生物学包括肝癌生成中起作用的TGF-31、PDGF以及Hedgehog信号通路。ADAM分子是一个与肝纤维化有关的胞外基质膜受体家族。在肝内两种分子被鉴别出：ADAMSTS-1为ADAMSTS-1分别由肝星状细胞与内

10、皮细胞表达。盘状结构域受体2（DDR2是一种首先由胶原蛋白I型，其次由胶原蛋白II、III与V激活的酪氨酸激酶受体。DDR配进肝星状细胞激活与上皮-间充质转化（EMT。肝星状细胞激活期间胶原蛋白I型通过磷酸化诱导DDR2导致MMP-2生成增加以及生长刺激。DDR2的高表达也在原发性胆汁性肝硬化病人的小胆管中出现。肝脏胞外基质的细胞来源肝脏的瘢痕形成是包括中毒、代谢以及病毒侵害一系列损伤结果所致的常规反应途径。在这些反应的背后，是驻留的间充质细胞激活为肌成纤维细胞，其最初来自肝星状细胞，可形成瘢痕组织包裹损伤部分。肝星状细胞是一种驻留于于狄氏隙内皮下的间充质细胞，插入在肝窦内皮层与肝细胞之间。肝

11、损伤之后，肝星状细胞被激活，由休眠的富含维生素A细胞（休眠肝星状细胞，qHSC）转化为失去维生素A滴的细胞，进而引发增殖与收缩性的增加以及炎症原、促纤维形成与丝裂原细胞因子的释放。这些激活细胞能强化迁移并能沉着胞外基质成分。肝星状细胞的激活可以从概念上分为两个时期：启动期与持续期。启动期，也可以视作炎症前期，代表在基因表达与表型上的早期变化，这是受损肝实质细胞最初的旁分泌刺激的结果。这些刺激的持续导致被自分泌与旁分泌刺激调控的持续时期。持续期涉及肝星状细胞的六种显著行为变化，包括增殖、趋化、纤维生成、收缩性、基质降解以及视黄醛丢失。肌成纤维细胞（MF）是一种原生型的间充质细胞，可调控一系列组织

12、损伤的修复，包括肝、肾、皮肤、肺与骨髓以及中枢神经系统。肌成纤维细胞最初是根据其生成胞外基质的能力及所显示的收缩活性来命名的。尽管肝星状细胞是纤维生成细胞群的最初来源，其他类型细胞的作用如下列所示，也越来越受到重视。（图3）1、 门脉成纤维细胞。由于其位于门脉区的结缔组织内，驻留的成纤维细胞募集并激活成为肌成纤维细胞与肝缺血与胆汁淤积有关疾病高度相关。更多的注意力已集中到对这一纤维生成细胞群的鉴别、纯化与分析上，其对胆淤型疾病的肝纤维化的作用尤其重要。2、 骨髓衍生细胞与循环纤维细胞。已有几个研究显示，肝损伤后骨髓提供的MF样细胞可能参与肝纤维化的过程。但是，这些骨髓衍生细胞在肝损伤期间对胶原

13、生成的作用可能非常有限。3、 EMTo上皮细胞可以通过上皮-间充质转化（EMT）的生物学过程对死亡或受损肝细胞起替代作用。这一过程允许紧密附着且有顶-底极性的上皮细胞迁移并聚集在组织间质中并获得间充质细胞的表型（例如迁移能力，侵入性，抗凋亡以及胞外基质生成）。EMT不仅与组织再生及纤维化相联系，而且与胚胎发育及癌症进展相关。在肝脏慢性炎症期间，兼有上皮细胞（细胞角蛋白，钙黏着蛋白）与间充质细胞“-平滑肌动蛋白（ASMA）,成纤维细胞特异蛋白1（FSP1）特征标志的细胞似乎代表着EMT的一个中间状态。损伤后诱导与调控EMT的信号已经在癌症生成及肺肾纤维化中被深入研究。肝损伤后转向EMT的最主要的

14、驱动因素是趋化因子、基质金属蛋白酶（MMP）以及生长因子如PDGF与TGF-3（通过Smad2/3与丝裂原激活蛋白激酶（MAPK）依赖的通路）。最近发现hedgehog信号通路也参与这一过程。EMT是动态与双向的，纤维生成细胞可以发生间充质-上皮转化并恢复上皮细胞表型。在胆道结扎的动物模型以及尤其是原发性胆淤性肝硬化及胆道闭锁的人类纤维化肝脏中，能同时表达上皮细胞与肌成纤维细胞标志的胆道上皮细胞也被鉴别。人类原胆道细胞TGF-3介导的刺激上调p-Smad2/3、S100A4与ASM月I发表型转换。肝细胞EMTM能也作用于肝纤维发生。体外研究显示TGF-3也促进成熟肝细胞的EMT与胶原蛋白“1（

15、I）的表达。CC14诱导的肝纤维化中FSP1（S100A4）的表达增加也被报道。尽管有这些数据，EMT肝细胞生成I型胶原蛋白还没有在体内模型中被最终证明，一个最近的研究对EMT乍为纤维化的重要来源有争议。最近，内皮细胞也被发现在肾脏与心脏纤维化中通过一个类似的过程（内皮-间充质转化）转化为间充质细胞，但其在肝纤维化中的作用尚不清楚。细胞因子与信号通路细胞因子炎症因子在肝纤维化中起到关键作用，持续炎症几乎总是导致肝纤维化。肝损伤之后，几种细胞可以分泌炎症细胞因子，这些细胞包括枯否氏细胞、肝细胞、肝星状细胞、自然杀伤（NK）细胞、淋巴细胞以及树状细胞。细胞因子是一组包括趋化因子（单核细胞趋化因子（

16、MCP-1）,RANTES,IL-8）干扰素（IFN-a,IFN-6，白细胞介素（IL-1,IL-6,IL-10）,生长因子，脂肪素以及可溶性神经体液配体（内源性类大麻素）在内的蛋白家族（表格1）。脂肪素（脂肪细胞因子）是主要由脂肪细胞或少量由基质细胞包括巨噬细胞、成纤维细胞以及滤过性单核细胞分泌的多肽。瘦素与脂连蛋白是参与肝脏损彳的主要脂肪细胞因子。Obese（ob）基因翻译表达瘦素蛋白。瘦素可以通过几个瘦素受体（ObRa到ObRf）中的一个并由Janus激酶2（JAK2）以及信号转导子与转录激活子3（STAT3）激活通路介导其生物学活性。（图4）瘦素具有纤维生成原的效果，能直接通过ObRb

17、调节肝星状细胞的表型并激活枯否细胞、巨噬细胞与内皮细胞产生TGF-3。瘦素亦可在刺激肝细胞癌与肝内胆管癌细胞的增殖、迁移、转移中发挥作用。除了瘦素蛋白，JAK-STAT信号通路可以被大量不同的细胞因子激活，包括干扰素IFN-细胞因子与其受体结合将活化受体相关的酪氨酸激酶（JAK1、JAK2、JAk3、Tyk2）,而与STAT蛋白相互作用。STAT1与STAT3在肝纤维化中起关键作用。STAT1能被IFN-3与IFN-丫激活。STAT3主要被IL-6与IL-22激活。STAT1与STAT3调节与抗病毒防御、肝脏炎症与肝脏再生有关的许多靶基因的转录。STAT蛋白（STAT1-6）在其磷酸酪氨酸结合

18、SH2结构域磷酸化后将允许复合物转位进入核内并调控目标基因转录。STAT1被认为通过几种机制负调节肝脏纤维化，包括抑制肝星状细胞增殖，抑制p-PDGF表达，抑制TGF-3/Smad3信号转导以及刺激NK细胞细胞毒性。选择性剔出肝星状细胞STAT1的小鼠体内，CCl4所致的肝损害后的肝纤维化进展加速。脂连蛋白在体内体外都能抑制肝纤维形成。在肝星状细胞内，脂连蛋白与其特异受体AdipoR1与AdipoR2结合，其下游作用由单磷酸腺昔激活蛋白激酶（AMPK）与过氧化物酶体增殖物激活受体a（PPAR-a）介导。AMPK激活产生ATP并抑制除了对短期生存关键以外的那些ATP消耗过程。最近的一项研究发现另

19、外一个脂肪细胞因子一脑肠肽（Ghrelin）可减弱肝细胞损伤与肝纤维化。脑肠肽缺乏的小鼠损害增加并产生毒性损伤后的纤维化，相应地重组脑肠肽能减轻野生型小鼠的损伤。此外，人体脑肠肽（ghrelin）基因的多态性可能影响慢性肝炎患者的肝纤维化进展。多肽生长因子也是细胞因子家族的成员。参与肝星状细胞激活与纤维蛋白合成最重要的生长因子是PDGF与TGF-3。PDGF由四种多肽链（A、B、C与D）不同组合而成的二聚体蛋白，其通过酪氨酸激酶受体PDGFR-与PDGFR-转导信号。所有PDGFW源蛋白在肝星状蛋白激活期间均上调并与纤维化及炎症的程度相关。PDG咬体部分通过磷酸肌醇3-激酶（PI3K）/Akt

20、传导其活性，也为其他酪氨酸激酶（如血管内皮生长因素（VEGF）、细胞因子受体（如MCP-1、整合蛋白、脂肪细胞因子（瘦素）以及G蛋白偶联受体激动子（如血管紧张素II（AII）、凝血酶）转导信号。当受体酪氨酸激酶与其同源受体激活，其酪氨酸残基自磷酸化，引发PI3K募集到质膜上。一旦被激活并定位到质膜上，PI3K磷酸化磷酸肌醇脂质，并使Akt转位至质膜。在其被募集后，Akt被磷酸肌醇依赖的激酶磷酸化并被激活。激活的Akt通过磷酸化包括哺乳动物雷帕霉素靶点在内的多个不同靶点调控几种细胞功能。（图4）生长因子受体也可能利用MAPK信号转导通路。MAPK家族包括细胞外信号调控激酶、c-JunN端激酶（J

21、NK）与p38MAPK这些分子可被增生性多肽（PDGF凝血酶、AII、VEGF瘦素）与趋化因子激活。一旦激活，这些分子将募集信号转导分子Ras,引发细胞增殖因子与纤维生成因子的转录。TGF-3由几种细胞分泌，并有三种主要同源物（TGF-31、TGF-32与TGF-33）。其中TGF-31主要由单核细胞与巨噬细胞产生，是参与肝脏纤维化的主要同源物。TGF-31以非活性的蛋白形式并与一个潜在相关蛋白结合贮存。一旦激活，TGF-31通过其同源受体转导信号至Smad蛋白，增强包括胶原蛋白原I（procollagenI）与胶原蛋白原III（procollagenIII）在内的目标基因的转录。TGF-31

22、与其II型受体激活启动信号转导，随后此受体与I型受体二聚化并结合Smad2与Smad3此复合物磷酸化并释放入胞浆与Smad结合。所形成的异二聚体可转位入细胞核以调节转录。此通路可由Smad6/7阻止Smad2/3与受体的结合而被抑制。（图4）VEGF是一种已得到很好描述的血管生成调节因子，在肝星状细胞激活期间上调，刺激细胞增生、迁移与胶原蛋白合成。其他与肝纤维化相关的多肽生长因子有HGF成纤维细胞生长因子与胰岛素样生长因子。内源性类大麻素是通过CB-1与CB-2受体转导信号的一个花生四烯酸衍生分子家族。主要的内源性配体是大麻素（花生四烯酸乙酰胺）、2-花生四烯酸甘油、noladin酯与viro

23、dha胺。慢性肝脏疾病与内源性类大麻素及其受体的上调相关。但是两个CB受体有完全不同的活性。CB1是促纤维化的，CB2则有相反的效果；因而CB1的拮抗与CB1的激活是代表了减少纤维化的新治疗选择的两个相反的策略。血管活性物质根据几条证据链，肝星状细胞可调控肝损伤期间的肝内血流。1、 在其所处肝窦周位置，通过外延长胞质足过程肝星状细胞包围肝窦并模拟周细胞。周细胞是能通过调节毛细血管周阻力调控血流的细胞群。2、 肝星状细胞的激活包括获得一个具收缩性的表型。3、 体内显微术显示了肝星状细胞对肝窦的直接收缩。此外，肝星状细胞对血管活性物质的收缩反应已在体内与体外得到证实，肝星状细胞的实际收缩力足以收缩

24、肝窦（由内皮素（内皮缩血管肽）1（ET-1）刺激产生的单个星状细胞平均收缩力超过肝窦的压力）。几种血管活性物质促进的肝星状细胞收缩性由内皮细胞产生的内皮素家族由三个成员组成（ET-1,ET-2与ET-3）,可与G蛋白偶联受体ETAETB结合，发挥自分泌与旁分泌的效果。ETA主要在血管平滑肌细胞中发现，ETB主要在内皮细胞中发现。肝损伤后，肝星状细胞分泌ET-1,同时在肝窦内皮细胞的合成减少。肝损伤与局部ET产生增加以及ET受体的表达加强相关，这导致肝星状细胞产生收缩性从而增加了肝窦的压缩与肝内血流的阻力。一氧化氮（N。是一种严谨调控下由三种同源一氧化氮合成酶从L-精氨酸合成的独特信使分子。NO

25、以自分泌的方式通过刺激降低钙水平的水溶性鸟甘酸环化酶调节肝内阻力，促进血管舒张与肝星状细胞松弛。在硬化肝脏中，肝窦内皮细胞减少NO分泌，从而在晚期肝病典型的血管收缩物质与血管舒张物质间不平衡中发挥作用。肾素-血管紧张素系统是一个能调节肝内血管阻力的内分泌系统。主要的传递物是AII,其通过血管紧张素I（AI,由肝细胞从血管紧张素原合成）内皮酶切或在受损组织中从头生成。AII在肌成纤维细胞的AI受体结合促进纤维形成与炎症。在纤维化肝内，肝星状细胞高表达AI受体并分泌AII,从而诱导细胞增生与压缩。此外，RAS型与门脉高压的程度相关。AII通过（a）直接刺激Smad信号系统与（b）提高胞内钙含量与活

26、性氧生成来发挥其作用，可刺激PI3K/Akt、Rho激酶、核因子kB（NF-kB）以及MAPKB路。象其他许多系统一样，RAS系统包含一个内源性的拮抗通路，AII的截短形式Ang1-7在纤维化中发挥与AII相反的作用。Ang1-7由血管紧张素转化酶I（ACE1）的一个类似物ACE2生成。因此，ACE1与AII是促纤维化的，而ACE2与Ang1-7是抗纤维化的。其他血管活性因子几种血管活性物也参与肝脏血管的动态平衡。一氧化碳在肝窦细胞中产生，并能介导肝窦与星状细胞的松弛。丝氨酸蛋白酶凝血酶调控血小板聚集与内皮细胞的活化，可作为激素或细胞因子起效，这取决于与哪个同源受体结合（蛋白酶激活受体1-4）

27、。在活化期间肝星状细胞蛋白酶激活受体的表达增加并诱导收缩、增生与几种细胞因子与血小板活化因子的分泌。肝星状细胞中心房钠尿肽与其受体结合对抗ET对Ca2+与收缩性的作用。前列腺素也参与肝星状细胞的收缩；其中一些（PGI2,PGE2诱导松弛，其他的（凝血烷，PGF2z）诱导收缩。加压素与凝血酶通过从胞内贮存中释放Ca2+诱导肝星状细胞的收缩。腺昔、P物质、溶血磷脂酸也能在体外诱导肝星状细胞的收缩。基因表达的调控转录调控真核细胞的基因表达调控是一个复杂、精细与细胞特异的过程。有大量的过程揭示了在肝纤维化期间控制肝脏星状细胞基因表达调控机制，研究最初集中于转录调控通路。最近的研究进展揭示了能调控一系列

28、转录活动中效果的包括磷酸化、SUMC白化、异戊二烯化、乙酰化和糖基化在内的转录后修饰；对DNA的结合亲和力；寡聚化；和/或转录因子、辅助抑制子、辅助激活子降解瞄准的影响。我们在此仅描述少数参与肝星状细胞激活的转录因子的例子，而不是星状细胞转录生物学所有方面的全面综述。（表格2）碱性螺旋-环-螺旋（bHLH）转录因子包含两类与肝星状细胞收缩性有关的分子家族。A类bHLH因子广泛表达，B类bHLH因子则是组织特异性的。两者都能被作为DNA结合/分化抑制子的相关bHLH蛋白（Id蛋白）抑制。在肝星状细胞中被最清楚鉴别的HLH蛋白家族成员是MyoD管醇调控元彳结合蛋白1c,c-Myc与c-Myb。My

29、oD是一个在小鼠与人类肝星状细胞中表达的肌原性的转录因子，参与可收缩表型的获得。Id在肝纤维化中的作用仍未完全弄清，只有一些相互矛盾的发现。Id1参与体外肝星状细胞静止表型的维持，强制过表达Id1增强肝星状细胞的激活。相反，Id2在肝纤维化持续期起关键作用并在肝星状细胞激活早期上调，但后期能抑制纤维生成标志物（ASMA胶原蛋白I,MMP-2O这些迥异的数据可能反映了Id蛋白与主要纤维形成因子TGF-3之间不同相互作用模式的效果。CCAAT增强子结合蛋白（C/EBP）家族的三个成员，C/EBP”、C/EBP3与C/EBPS在肝星状细胞中表达。C/EBP”作为一个脂肪细胞分化的关键因子，也是肝星状

30、细胞激活与肝纤维化的负调控因子。其表达可降低激活，强制过表达则抑制肝星状细胞增殖、降低胞外基质的生成与ASMA表达，并能扩大胞质脂滴。C/EBP3调节乙醛诱导的氧应激中肝星状细胞胶原蛋白I的表达，也在阻止激活的肝星状细胞凋亡与促进纤维化进展中起重要作用。在一个损伤实验模型中的肝星状细胞激活中，C/EBP3被核糖体S-6激酶（RSKThr217磷酸化诱导肝星状细胞增殖并阻止其凋亡。相反，CB彳-小鼠的与RSK被选择性抑制的野生型小鼠的肝星状细胞在肝损伤后经历凋亡。参与分化与器官发生的MADSMCM,1AGDEFA,SRF框家族成员Mef2也能驱动肝星状细胞增殖与收缩。尽管Mef2在静止肝星状细胞

31、中未能检测到，但在激活期间其信使RNA增加，其后ASM*胶原蛋白表达增加并刺激肝星状细胞增殖。在各种肝脏细胞中半胱氨酸与甘氨酸丰富的LIM（Lin11,Isl1,Mec3）结构域蛋白2只在肝星状细胞表达并诱导其增殖，其表达受TGF-3调控。LIM的同源框基因lbx2维持肝星状细胞的静止表型，其在人类肝星状细胞中的过表达减少胞外基质的产生与ASMA勺表达。通过加强金属蛋白酶组织抑制因子（TIMP）-1、IL-6、TGF-31的转录，激活子蛋白（AP）-1在肝星状细胞激活早期的表达被证实。AP-2、NF-1与SOX她调节胶原蛋白I在活化肝星状细胞中的表达。核受体（孕烷X受体（PXR）,PPAR）在

32、胞质中经配体激活后转位入细胞核调控目标基因的表达。尽管视黄醛贮备是正常肝脏中星状细胞最占优与最个性的特征，但核受体RXR与RAR在肝内动态平衡与损伤反应中的相对重要性仍然惊人地模糊。尽管如此，PXR与PAR在肝星状细胞激活期间下调。法尼酯X受体在肝星状细胞中被胆酸激活，减少胶原蛋白与TIMP-1的表达而不影响ASMA的表达或细胞的增殖。PXR通过上调细胞色素P450酶CYP3A家族尤其是CYP3A4,参与对几个异生与内源代谢的响应。孕烯酮-16-a-鼠基激活PXR阻止小鼠CCl4诱导的肝损伤后肝星状细胞增殖与纤维化。PPAR在肝星状细胞中表达，可调节糖脂彳t谢。尽管有几个同源物（PPAR-a,

33、PPAR-3、PPAR-丫与PPAR-S）,在肝纤维化中被研究最深入的是PPAR-%其在维持静止肝星状细胞中起到关键作用。在激活肝星状细胞中强制过表达PPAR-丫抑制胶原蛋白I表达，阻碍TGF-31信号通路，减少细胞增殖，增加胞质脂滴。PPAR-丫通过与Jun-D（一个AP-1蛋白）物理相互作用以及通过抑制Smad3阻碍TGF-3信号通路发挥上述作用，并分别减少胶原蛋白与结缔组织生长因子的的表达。PPAR”的天然配体（15-d-PJ）或合成配体（GW7845比格列酮）的激活在体内外抑制肝星状细胞增殖并诱导其凋亡。PPAR-丫要求首先与RXR形成异二聚体才能产生转录活性，但也可以与RAR与FXR

34、二聚体化。表观遗传调控通过表观遗传调控也能在不修饰DNA列的情况下改变基因的表达。基因表达的表观遗传修饰非常稳定并能在不导致基因突变情况下通过有丝分裂保留。其与环境及发育因素高度相关。表观遗传修饰包括三种主要的过程：组蛋白彳饰、DNA甲基化与非编码RNA默。（图5)组蛋白去乙酰酶抑制物ASAIWcollagenI基因H3赖氨酸的乙酰化可以诱几个研究已经揭示了组蛋白修饰在肝星状细胞激活中潜在作用。曲古柳菌素A在体外阻碍肝星状细胞的形态特征并减少细胞增殖及的转录。有趣的是，慢性摄取可导致肝纤维化的乙醇通过组蛋白导翻译后的组蛋白修饰。由甲基加入胞甘磷酸鸟甘二核甘酸5位的胞昔残基所导致的基因沉默也参与

35、了肝星状细胞激活的调控。DNA甲基化抑制因子5-氮杂-2-脱氧胞甘酸通过分别持续抑制静止肝星状细胞中的IkBa与活化肝星状细胞中的PPAR-%阻碍肝星状细胞的激活。染色质沉默也可通过非编码RNA与目标信使RNA结合，下调其稳定性与翻译实现。这些RNA调节因子可以在转录（反义RNA）或转录后水平（如通过小干扰RNA或微RNA（miRNA）发挥作用，并与许多生物学通路如细胞分化、增殖、死亡有关。miRNA介导的RNA沉默通过上调13个miRNA及调控22个信号通路而与肝星状细胞的激活相关。特别是miRNA27a与miRNA27b的过表达与体外小鼠肝星状细胞活化表型反转有关。有趣的是，转录因子与表观

36、遗传因素的交互发生在肝星状细胞激活期间。特别是，肝星状细胞的激活与IrB”的持续抑制有关，抑制是由端粒结合因子1（CBF-1）与甲基CpG结合蛋白2（MeCP2甲基化IrB”启动子上游的一个CpG岛所致。在肝细胞癌疾病背景中，活化肝星状细胞过表达与II类组蛋白去乙酰酶相互作用的转录因子Mef2,这一相互作用导致组蛋白H3与H4高度乙酰化。肝纤维化的免疫调控与宿主遗传学作为消化道外的第一个处理获取抗原的实体器官，肝脏时常暴露在抗原丰富的血液中，因而是对抗这些抗原尤其是对抗微生物的主要防线。肝脏的自然免疫与获得性免疫系统均高度进化以适应此功能。尽管自然免疫通路最初的作用是防止急性损伤，但是其也可能

37、引发肝纤维化形成。然而，纤维化是一个不会对机体生存产生立即威胁的晚期反应。肝脏的自然免疫与获得性免疫系统均在肝纤维化调节中起重要作用。（图6）自然免疫反应自然免疫机制通过一系列通路对微生物防御起关键作用。这一反应的继发后果可能包括对肝纤维生成的作用。肝脏巨噬细胞与单核细胞。枯否氏细胞是来源于循环单核细胞的组织巨噬细胞，其构成了肝脏总细胞数量的15%并主要驻留在门脉周围。枯否氏细胞在肝脏病理生理中具有广泛的功能，包括细胞吞噬、抗原呈递以及调节自然免疫与炎症反应的水溶性递质的分泌。一旦激活，枯否氏细胞分泌大量炎症原与纤维形成介质，促进肝星状细胞激活。枯否氏细胞是与细菌产物的第一接触点，包括来自胃肠

38、道的内毒素。因而枯否氏细胞是脂多糖（LPS）的主要靶点，其能强力表达Toll样受体4（TLR4）主要配体为LPS的自然免疫受体。TLR是一个哺乳动物跨膜模式识别受体家族，能区分病原体相关图式。TLR4介导的信号转导通过MyD88依赖或MyD88独立的两个主要通路，然后通过NF-KB、MAPK、PI3K/Akt转导。大部分肝脏驻留细胞包括肝星状细胞表达TLR4。激活后表达TLR4的人类肝脏星状细胞通过分泌细胞因子并激活屋B激酶/NF-kB与JNK。此外，LPS下调静止肝星状细胞中的TGF3假受体，因而促进TGF3信号转导并增加肝脏纤维形成。有趣的是，TLR基因的两个单核甘酸多态性（D299G与T

39、399I）与LPS的反应性下降相关，并导致在慢性丙型肝炎病毒感染病人中肝纤维化进展风险的降低。TLR9也在肝星状细胞中表达并可由凋亡肝细胞DNA!活，进而引发星状细胞激活与胶原生成。相应地，TLR9缺乏小鼠在实验肝脏损伤中显示了肝纤维化减少。嗜中性粒细胞。嗜中性粒细胞参与肝损伤后自然免疫的早期反应，在酒精性与非酒精性脂肪性肝炎中特别占优势。此外，其也能被多个细胞因子包括IL-8激活定向迁移进入受损肝脏。然而嗜中性粒细胞直接而非通过放大组织损害本身驱动纤维形成的作用尚不清楚，很少有将嗜中性粒细胞与纤维形成途径直接联系起来的通路被鉴别出。自然杀伤细胞与自然杀伤T细胞。NK细胞通过（a）诱导肝星状细

40、胞凋亡与（b）产生抗纤维化的递质对肝纤维化进程起到保护性作用。NK细胞对肝星状细胞的抑制效果可能由STAT1介导，在STAT1-/-的小鼠中NK细胞对肝星状细胞杀伤的诱导被减弱。自然杀伤T细胞（NKT）是一组既表达T细胞标志（&3TCR）又表达NK细胞标志（NK1.1、CD161）的异源细胞。其在肝纤维形成中起到的纤维生成原作用，已在剔出NKT细胞对CCl4处理小鼠肝脏损伤与纤维化的保护作用这一发现的基础上得到了揭示。作为经典抗原提呈细胞的树状细胞在肝内非常丰富，其对肝纤维化的作用是一个兴趣活跃领域。最近的证据显示，树状细胞可能通过TNF-“调节炎症环境。获得性免疫反应对其不断增长的兴趣也揭示

41、了获得性免疫系统对肝纤维化的核心作用。T淋巴细胞。T细胞可以分为CDg+与CD4+细胞以及根据其分泌的细胞因子定义的细胞。例如，经典的T辅助细胞1（Th1）分泌IL-2与IFN-飞而Th2分泌IL-4、-5、-10与-13。通常来自CD8+的Th2细胞因子在肝纤维化中起着促纤维形成作用，而Th1细胞因子起着保护性作用。B淋巴细胞。B细胞在肝纤维化中可能起到促纤维形成的作用，因为与野生型相比B细胞缺乏的小鼠在CCl,损伤后显示胶原沉着的减少。B细胞缺乏产生的效果可能不依赖于抗体的作用。肝星状细胞对免疫系统细胞的影响免疫细胞与肝星状细胞通过双向的相互作用均成为肝脏纤维化的重要媒介物。肝星状细胞可以

42、被免疫细胞调控并能调节炎症细胞的行为。肝星状细胞能产生可作为枯否氏细胞重要调节因子的巨噬细胞集落刺激因子；脂质趋化血小板激活因子；以及几种趋化因子。肝星状细胞也是受免疫调节的，并能分泌水溶性活性物及上调白细胞黏附分子受体，包括细胞间黏附分子1型、血管细胞黏附分子1型、神经细胞黏附分子1型。肝纤维化的消除肝纤维化的可逆性近来的临床证据与一直以来认为肝硬化不可逆的理念相矛盾。在肝纤维化的动物模型中，停止引发纤维化的药物将导致纤维化逆转。即使在人类中，成功治疗引发肝纤维化的疾病也能逆转肝纤维化。肝纤维化的逆转已在铁铜超负荷、酒精性肝损伤、慢性乙型、丙型、丁型肝炎、血色素沉着、继发性胆汁性肝硬化、非酒

43、精性脂肪性肝炎以及自身免疫肝病的患者中观察到。胞外基质降解慢性肝损伤后的肝脏纤维化使得胞外基质的组成因基质合成与降解速率的不平衡在性质与数量上发生改变。胞外基质因纤维间隔加厚以及交联的增加而进展性地变得不溶及耐受蛋白酶的消化。基质金属蛋白酶（MMPs）又名基质素，是降解胞外基质胶原蛋白与非胶原蛋白底物的主要钙依赖酶家族，是一个被严谨调控的包含25个成员的蛋白家族，且在传统上根据其底物特异性分为5个类别：间质胶原酶、明胶酶、基质裂解素、质膜型与金属弹性酶（表格3）。MMP在几个水平上被调控，以严格调控胞外基质的翻转与持久变形。MMP以无活性的酶原形式分泌，受到复杂的转录控制并被内源性蛋白酶抑制因

44、子家族一一TIMP调控（图7）。4个TIMP家族成员可与MMP的活性位点可逆结合，并对特异的MMP有不同的亲和力。因而，TIMP家族通过拮抗金属蛋白酶的活性在阻止肝损害后基质聚集降解方面起到重要的作用。TIMP-1也有拮抗肝星状细胞凋亡的效果：其能阻止损害期间肝星状细胞的清除并通过诱导B细胞淋巴瘤-2蛋白（Bcl-2）促进肝星状细胞的生存。肝星状细胞是MMP的关键来源，尤其是MMP-2、-3、-9与-13。肝巨噬细胞也调控基质变形并在肝纤维化消除期间通过增加MMP-13产生而在基质降解中起到决定性的作用。在大鼠急性月f损害中，MMP与TIMP的表达都在几小时内增加，单剂量CCl4处理后，可检测

45、到MMP-13、MMP-2、MMP-9、MMP-3、MMP-10、TIMP-1与TIMP-2的增加。在恢复期，除了MMP-2与TIMPs所有这些蛋白都快速减少。然而在人类慢性肝病与肝纤维化动物模型中，MMP-1/-13的水平不发生变化，但是当纤维化进展TIMP-1与TIMP-2有进展性的增加。肝损害之后很快且在胶原蛋白原I诱导之前就可检测到TIMP的表达。肝纤维化可逆性的机制动物模型对于纤维化进展基础机制的研究以及新的抗纤维化治疗技术的进展仍然至关重要。最标准化的模型是啮齿类动物（小鼠与大鼠）。小鼠模型更具性价比，因为它们只需更小量的治疗剂。胆管闭锁与CC14处理是纤维化进展与消除经过良好验证

46、的模型。在胆肠吻合术反转胆汁阻塞与停止CC14处理后四到六周后可以观察到自发性的纤维化消除。纤维化消除机制的分析需要应用超过一个模型，以确保研究结果不是模型特异的假象。肝硬化反转的实验证据已在一个12周CC14损害模型中被严格描述。紧随停止毒物处理，肝脏病理研究揭示了大结节与小结节硬化的共存。小结节硬化被大结节硬化进展性替代，这样的过程可持续到肝损伤后一年。相似的结果也在胆管阻塞模型中获得。自发性肝纤维化消除得到最好验证的解释就是肝肌成纤维细胞（MF）的凋亡。尽管这一反应已经在啮齿动物模型（大鼠CC14与胆管闭锁诱导肝纤维化模型）中被很好地报道，但在人类疾病中的证据还很有限。另外，人类MF与啮

47、齿动物细胞相比有较高的Bcl-2水平因此更少受凋亡的影响。肌成纤维细胞（MF）凋亡的调控由于从生存向凋亡模式的转换是纤维化消除期间纤维形成原MF清除的关键，深入的研究探索了其机制。例如，NF-KB通过维持抗凋亡的Bcl-2的表达以及抑制片p53的JNK激活阻止凋亡，进而才制Bax与PUMA表达。NF-kB信号转导涉及一组调节炎症、自然与获得性免疫、创伤愈合反应与细胞生存的二聚体转录因子家族。p50、p52、p65、ReIB与cReI分子是通常形成二聚体并作为转录激活因子作用的NF-KB的五个亚单位。鉴于其在阻止MF凋亡中的核心作用，稍为详细的关于NF-KB信号转导的概述在此是有意义的。NF-K

48、B激活可以通过至少经典与非经典两条信号转导路线发生。在经典通路，具转录活性的NF-kB是p65:p50的异二聚体，然而在胞浆中其与抑制蛋白屋B“结合而保持不激活状态。不同的激活因子（TNF-a、LPS）可以磷酸化屋Ba并将其移除，从而允许IkBa转位至核内并启动转录。当NF-kB结合至其同源启动子，能诱导屋Ba表达以作为一个自调控机制防止NF-KB的持续激活。尽管NF-KB蛋白在静止肝星状细胞中也表达，但在细胞激活期间活化NF-KB的转录水平急剧增加，由于两个原因这一点很重要：（a）可诱导炎症原与纤维形成原基因（IL-6、IL-8、MCP-1与ICAM1）的表达，（b）可引发对抗凋亡。尽管NF

49、-KB的自调控能力可诱导IkBa基因的表达，但肝星状细胞的激活矛盾地与由转录抑制因子CBF1及MeCP价导白对屋Ba持续抑制有关。其他分子也涉及MF的凋亡与生存。例如，FXR过诱导短链异二聚体伴侣分子，一种与JunD相互作用的核受体从而阻止FXR与TIMP-1启动子结合而促进凋亡。C/EBP3当其127位苏氨酸被调控分子RSKW酸化经卡斯帕斯酶（Casepase）-8激活来诱导凋亡。内源性类大麻素可以刺激或抑制肝纤维化，取决于哪个受体（CB1或CB2被结合。如上所述，CB1/-小鼠能抵抗CCl4、硫代乙酰胺、胆管闭锁诱导的肝纤维化，并显示了高比率的MF凋亡。此外，CB2刺激通过诱导胞内氧化物应

50、激诱导MF凋亡。神经生长因子一一哺乳动物神经营养因子家族的成员可通过抑制NF-KB促进人类黑色素细胞凋亡。HGF在体内外促进人类黑色素细胞凋亡并抑制PDGF刺激的增殖。其他抗纤维化效果归因于TGF-3的抑制与表达MMP的骨髓衍生细胞募集的减少。脂连蛋白可抑制MF的增生并刺激其凋亡。这一抗纤维效果现在部分归因于在AMPK活化中抑制NF-KB激活与RSK磷酸化的脂连蛋白下游作用。与脂连蛋白相反，瘦素蛋白促进肝星状细胞的生存，因而是抗凋亡与纤维形成的信号。表达NKG2D与TRAIL的NK细胞尽管不能杀伤静止肝星状细胞，但能直接诱导MF凋亡。有趣的是，乙醇可通过阻止NK细胞的促凋亡活性取消其抗纤维化效

51、果。胞外基质的成分也能参与纤维化消除过程与黑色素细胞的凋亡。例如，整合蛋白a332的裂解增加Bax/Bcl2比率并增加卡斯帕斯酶（Casepase）-3活化，引发人类黑色素细胞凋亡。肝星状细胞与肌成纤维细胞衰老活化的肝星状细胞衰老可限制对组织损害的纤维形成反应。细胞衰老是细胞周期阻滞的稳定形式，由进展性的端粒缩短与DNA员伤反应介导。衰老的肝星状细胞可由3-半乳糖昔酶、p53、p21与p16的表达以及基质生成的下调与基质降解酶的上调来表征（图7）。免疫系统尤其是NK细胞在衰老细胞的清除中起重要作用。尽管衰老的肝星状细胞对凋亡更敏感，但这一细胞类型的凋亡与衰老之间的功能及调控关系仍然不清楚。结束

52、语对于慢性肝损伤的纤维化反应取决于肝脏驻留与募集细胞。纤维形成细胞群的特征、其可塑性与多能性的证据以及其与炎症细胞相互作用的特征将引导我们对此疾病认知的重要进展。在描述肝纤维化进展与消除的细胞与分子生物学、纤维形成途径以及遗传决定因子方面已经有重要的进展。除了这些弄清背后机制的实质进展，我们当前的任务是将这些发现转化为有效与具针对性的治疗技术进展，这将改变慢性纤维化疾病的发展历史。要点1、肝纤维化是肝脏对于任何慢性与急性肝损伤的创伤愈合反应。2、纤维化反应的持续可导致终末期肝病、肝硬化以及肝细胞癌，其发生率在世界范围内正持续上升。3、由于在肝损伤后激活并产生胞外基质，肝星状细胞是肝纤维化的关键

53、效应因子。但其他参与肝脏瘢痕生成的细胞来源也被确定。4、肝纤维生成是一个复杂、严谨调控的过程，其中遗传决定因子与免疫系统发挥了重要的作用。图1不同原发肝病纤维化模式的显微图谱（a）自身免疫性肝炎，门脉-中心静脉桥接坏死。（b）慢性丙型病毒性肝炎，三色染色法显示门脉-中心纤维间隔与结节形成。（c）急性酒精性肝炎，肝细胞外的胞外基质沉着（所谓的鸡笼模式）与肝细胞气球样变性。（d）非酒精性脂肪性肝炎，三色染色法显示大泡脂肪变性与细胞周纤维化。（e）胆汁性肝硬化，门脉-门脉纤维间隔与胆小管增生。aNormalliverporultrHid.v?jxrvfvaIkductvvvvAryvvvvvvlei

54、minAthefMticIi.1时-4?.三、=k=*=了一_PartalreinSknuiflldatendcrttiellalc9l.*，；三心炉工：，.二；飞台小工E.勺,V温:;arteriolebFibroticliver片fir电上贝lintftbrilfdrmlhggll的例in$pAc#of0ifi4UhmofhepatocytemkrmrillDistortion4vlnsH5CactivationandproHferMlonfliMll-formlngcollagems(TypesLlllPVBsemerrtmembranecoMagens(TjfpesIV,VI，Glyc

55、oc由可u第t的laminin,nbronctiglcoumlnoglycana正常肝脏b纤维化肝脏纤维形成胶原蛋白（I、III、V型）基底膜胶原蛋白（IV、VI型）糖结合物（层粘蛋白、黏多糖、肌腱蛋白）图2肝纤维中的基质与细胞转化。正常肝实质包含上皮细胞（肝细胞）与非实质细胞：有孔的肝窦内皮，肝星状细胞（HSCS与枯否氏细胞（KFs）。（a）肝窦与肝细胞被局限于狄氏隙的低密度基底膜样基质隔开，确保代谢交换。肝受损后，肝星状细胞活化并分泌大量胞外基质（ECM,导致进展性的间隔加厚。（b）胞外基质在狄氏隙的沉着导致内皮小孔与肝细胞微绒毛损失，从而引发门脉血流与肝细胞正常双向代谢交换受阻以及门脉高

56、压的发展。Fibnogenesrsfibroblastkjnemarrow-derivedcellsHepatocytesandcholangiocytes图3胞外基质的来源。肝纤维化以具收缩性与纤维生成的肌成纤维细胞（MFs）增生为特征。最初的并被最好描述的MF来源是肝星状细胞的激活；其他细胞也可能转分化成为MF细胞,尽管它们对人类肝病的确切作用还不清楚。这些细胞包括骨髓衍生细胞、肝门成纤维细胞、上皮-间充质转化的肝细胞与胆管细胞。缩写：BMP-7,骨形态生成蛋白-7;Hh,hedgehog“刺猬”；MET间充质-上皮转化。HSCActuatedHSCEMTMETTHhsignaling?BMP-7ActivatedHSC图4调控肝纤维化的主要细胞因子通路。肝损伤后会分泌首先通过与特异抗体结合介导几种信号转导通路的细胞因子。瘦素蛋白与干扰素（IFN）-丫可激活STAT3并调控多个参与肝纤维化的靶基因转录。脂连蛋白与其受体AdipoR结合通过过氧化物酶体增殖物激活因子受体（PPAR-“信号系统抑制肝纤维形