张承彦

(陕西能源职业技术学院 临床医学系， 陕西 西安 710613)

CCN家族在纤维化中的研究进展

张承彦*

(陕西能源职业技术学院 临床医学系， 陕西 西安 710613)

CCN家族包括Cyr61(CCN1)、CTGF(CCN2)、NOV(CCN3)、WISP-1(CCN4)、WISP-2(CCN5)和WISP-3(CCN6)，大量研究表明，CCN家族在纤维化发生过程中起着重要作用。CCN1、CCN3和CCN5作为纤维化抑制因子，抑制纤维化的发生；而CCN2和CCN4作为纤维化促进因子，促进纤维化的发生。

CCN家族；基因表达；纤维化

自20世纪90年代以来，人们陆续发现了多种富含半胱氨酸的分泌蛋白，分子质量为30～40 ku，如CYR61(cysteine-rich 61，CYR61/CCN1)、CTGF(connective tissue growth factor，CTGF/CCN2)和NOV(nephroblastoma overexpressed，NOV/CCN3)[1]。根据结构特点，人们将这些蛋白质归为一类，称为CCN家族。随后又发现WISP-1/CCN4(Wnt-induced secreted proteins-1)、WISP-2/CCN5和WISP-3/CCN6 3种蛋白[2]，由于结构上的相似性，也被归入CCN家族。CCN家族生物学功能非常广泛，影响细胞生长、分化、黏附和运动，参与胚胎发育、血管生成、创伤修复和肿瘤生长等多种生物学过程[3-4]。纤维化是多种非感染性慢性疾病的基本病理之一，是许多慢性疾病致死的主要原因，它在人体各主要器官疾病的发生和发展过程中起着重要作用[5]。近年研究发现，CCN家族细胞因子在纤维化发生过程中也起重要作用。

1 CCN1与纤维化

CCN家族的第一个基因CCN1作为生长因子诱导的即刻早期基因，在血清刺激的BALB/C小鼠成纤维细胞中被确定。研究证实，CCN1蛋白表达与纤维化发生密切相关。在研究皮肤损伤修复过程时，发现CCN1在瘢痕组织处呈现高表达，它可加速成纤维细胞的衰老，同时上调抗纤维化基因的表达水平[6]；进一步研究作用机制，结果揭示CCN1通过整合素途径诱导成纤维细胞的衰老，它还可以诱导DNA的损伤反应、P53的活化和活性氧依赖的P16/pRb途径的活化，进而导致抗纤维化基因的表达水平上升；为了进一步证实CCN1是否可以在体内诱导成纤维细胞的衰老，以表达有衰老缺陷CCN1突变体的小鼠为研究对象，发现小鼠体内只有少量衰老细胞，纤维化程度明显加重；而在创伤部位用CCN1蛋白处理后，上述症状得到改善。这些结果充分表明CCN1可诱导成纤维细胞的衰老，在调控纤维化发生过程中起着重要作用。研究CCN1在人真皮成纤维细胞中的作用时，发现CCN1可上调多种基质金属蛋白酶的表达水平，同时下调原骨胶原III的表达水平[7]，基于上述发现，作者提出CCN1通过诱导衰老基因相关蛋白的表达促进人真皮成纤维细胞的衰老，从而减缓皮肤纤维化的发生。在肝纤维化发生中，发现在活化的肝星形细胞(hepatic stellate cells，HSCs)中，CCN1可诱导细胞衰老，肝细胞特异性CCN1缺失的小鼠表现出严重的纤维化，并且衰老细胞数目明显不足，而CCN1过表达则可抑制肝纤维化的发生，衰老细胞数目也会增多；通过构建肝纤维化小鼠模型，采用尾静脉注射纯化的CCN1蛋白，发现纤维化的发生程度明显减缓[8]。上述结果均表明CCN1可能作为一个新靶点用于纤维化的治疗。

2 CCN2与纤维化

1991年首次发现CCN2，是目前研究最透彻的CCN家族成员。CCN2是组织损伤和修复过程中纤维细胞的活化标志，由活化HSC表达，主要表达于纤维化组织和纤维化病灶。通过检测不同肝纤维化阶段患者血清CCN2的表达水平，结果发现与正常对照组相比，CCN2的水平明显上升，而且肝纤维化程度越重，血清中CCN2水平越高[9]。应用ELISA方法测定不同分级的肝纤维化患者血清中CCN2的水平，结果表明CCN2水平与肝纤维化程度存在显著的正相关[10]。在对CCl4诱导小鼠肝纤维化的研究中发现，CCN2和TGF-β两个细胞因子并非独立作用于肝纤维化的发生，而是在肝纤维化的发生发展中起到了相互影响的作用[11]。TGF-β在肝纤维化中呈现早期表达，而CCN2持续表达则是纤维化病变缓慢进展的重要因素。在CCN2基因启动子序列中存在TGF-β的顺式作用元件，CCN2作为TGF-β的下游反应元件，在纤维化发生时，TGF-β高表达介导其下游反应元件CCN2的表达上调，促进细胞外基质的生成，加速纤维化的发展[12]。

3 CCN3与纤维化

在用原粒细胞瘤相关病毒诱导的鸡肾母细胞瘤中，发现了一种高表达的细胞基因，即CCN3，它是CCN家族中第一个具有负性作用的基因，参与纤维化的发生发展。利用大鼠肝纤维化模型检测CCN3的表达变化，结果发现CCN3的mRNA和蛋白水平均有显著上升；采用siRNA干扰技术沉默CCN3，结果发现多种促纤维化标志蛋白，如胶原蛋白Ⅰ、α-平滑肌蛋白、纤连蛋白、CCN2等的表达均显著上升；接着构建CCN3过表达载体，转染HSC后发现，促纤维化标志蛋白水平的上升作用均受到抑制[13]。采用小鼠肾小球系膜细胞研究CCN3在肾纤维化发生中的作用，发现外源性CCN3的刺激以及CCN3过表达转染细胞均可下调TGF-β介导的CCN2表达水平，同时抑制胶原蛋白I的沉积[14]，这些结果表明CCN3是一种纤维化抑制因子，抑制纤维化的发生。

4 CCN4与纤维化

CCN4由前成骨细胞和软骨细胞等多种细胞分泌，在骨骼生长和骨修复过程中起重要作用。近期研究表明，CCN4与纤维化发生也有着密切关系。研究CCN4在肺纤维化发生中的作用，发现在先天性肺纤维化病变组织中，CCN4的mRNA和蛋白均呈现高表达，增加的CCN4蛋白位于II型肺泡上皮细胞。在体外实验中，CCN4处理培养的II型肺泡上皮细胞可导致II型肺泡上皮细胞增殖、促纤维标志基因表达上调；而CCN4处理成纤维细胞则会引起细胞外基质沉积而不影响增殖。在体内实验，使用中和抗体封闭CCN4后可减缓肺纤维化的程度，延长生存时间[15]。以成心肌纤维细胞(cardiac fibroblasts, CF)为对象，研究CCN4在CF增殖中的作用，发现TNF-α单独作用CF可促进其增殖，当敲除CCN4后则可抑制CF的增殖[16]，结果表明CCN4可促进心肌纤维化的发生。

5 CCN5与纤维化

CCN5又叫WISP-2，是CCN家族的另一成员。研究在心肌肥大和纤维化发生过程中CCN2和CCN5的作用，发现在分离的心肌细胞中，CCN2过表达可诱导心肌细胞增生，而CCN5过表达则可抑制心肌细胞增生；接着构建CCN2和CCN5转基因小鼠模型，发现CCN2转基因小鼠的纤维化程度增强，TGF-β/Smad信号也增强；而CCN5转基因小鼠的纤维化程度减弱，TGF-/Smad信号也受到抑制[17]，这些结果表明CCN5和CCN2在纤维化发生过程中具有相反的作用，CCN2对TGF-β/Smad信号具有增强作用，而CCN5对其具有负调控作用。另有研究发现，CCN5能够通过组氨酸去乙酰化酶(histidine deacetylase，HDAC)抑制TGF-β介导的信号途径。当CCN5基因沉默后，SERPINE1表达水平显著升高，而Smad6表达水平显著下降[18]。SERPINE1是一种丝氨酸蛋白酶原抑制剂，可抑制纤维蛋白的溶解，在组织纤维化过程中发挥着促进作用[19]。Smad6是Smads家族中具有抑制性分子，能够抑制Smads家族其他分子介导的信号，如TGF-β-Smad2/3[20]。而SERPINE1与Smad2/3均为TGF-β-CCN2介导的纤维化的重要信号分子，所以推测CCN5可能通过SERPINE1和Smad6抑制纤维化的发生。上述结果表明CCN5可能是一种纤维化抑制因子，抑制纤维化的发生。

6 CCN6与纤维化

CCN6又叫WISP-3，是CCN家族的另一成员。目前尚未有文献报道CCN6在纤维化中的作用。

7 展望

CCN家族是一类在结构和功能上密切相关的调控蛋白，其生物学功能广泛，分子机制复杂，影响细胞的生长、分化、黏附和运动。目前对CCN家族与纤维化的研究还停留在动物模型、临床组织标本和体外细胞水平，尚缺乏对该家族成员的系统研究，进一步研究体内条件下CCN家族各成员在生理和病理条件下的表达方式、生物学功能和调控机制，对于更好地阐明它们在纤维化发生过程中的作用有着重要意义，为CCN家族各成员的临床应用打下良好的基础。

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Advances of the CCN family in fibrosis

ZHANG Cheng-yan*

(Dept. of Clinical Medicine, Energy Institute of Shanxi Province, Xi’an 710613, China)

The CCN family consists of six members, namely Cyr61(CCN1), CTGF(CCN2), NOV(CCN3), WISP-1(CCN4), WISP-2(CCN5) and WISP-3(CCN6). Extensive research shows that the CCN family plays an important role in the process of fibrosis. As fibrotic inhibitors, CCN1, CCN3 and CCN5 may inhibit fibrosis; while as fibrotic promoting factors, CCN2 and CCN4 could promote fibrosis.

CCN family; gene expression; fibrosis

2013-04-03

2013-05-24

*通信作者(correspondingauthor)： chengyan116@126.com

1001-6325(2014)03-0410-04

短篇综述

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