李 仙

(宜春学院 化学与生物工程学院，江西 宜春 336000)

肝纤维化是多种原因引起的慢性肝损害所致的病理改变，表现为肝内细胞外基质(ECM)过度异常沉积从而导致肝脏功能异常，是慢性肝病发展到肝硬化的必经阶段。［1］研究发现，激活的肝星状细胞(HSC)是促进ECM 沉积的主要细胞。HSC 的激活源于多种细胞因子的参与，其中TGF－β 可激活HSC 并参与调节ECM 的合成与沉积，被认为是肝纤维化形成的关键因素。［2，3］TGF－β 在肝脏的过度表达可以引起严重的肝纤维化。［4］本文就TGF－β 的受体结构、生理效应与信号转导，以及TGF 促进肝纤维化形成的机制及相应治疗的最新研究进展作一综述。

1 TGF－β 及其受体结构

TGF－β 是一组最新发现的调节细胞生长和分化的细胞因子家族，其广泛存在于动物正常组织细胞及转化细胞中，Kupffer 细胞、HSC、肝细胞、内皮细胞等都可分泌，但以骨组织和血小板中含量最高。

TGF－β 在人体分布广泛，几乎所有正常的人体组织细胞表面都含有TGF－β。在人或其它哺乳动物中发现了TGF－β 的Ⅰ～Ⅴ五种亚型。在细胞内存在的TGF－β 几乎没有生物活性，其生物学效应的发挥必须通过与靶细胞表面具有亲和力的受体结合才能实现。人多种细胞表面存在结构相似的三种类型的受体(TGF－βⅠ、Ⅱ、Ⅲ)。TGF－βⅠ(TβRⅠ)和TGF－βⅡ(TβRⅡ)型受体跨膜区均含丝氨酸(Ser)/苏氨酸(Thr)蛋白激酶结构域并具有Ser/Thr蛋白激酶活性。［5］与Ⅱ型受体相比，Ⅰ型受体的胞外区与胞浆区均较短。Ⅰ型受体的胞浆近膜区有一个具有特异性和高度保守性的富含丝氨酸(Ser)和甘氨酸(Gly)的结构域，其特异性主要表现在含有独特的SGSGSG 序列，因此该结构域又称为GS 结构域，它是受体激酶活性的关键作用区域。［6］Ⅱ型受体虽然没有GS 区域，但其在C 末端含有由22 个氨基酸组成的富含丝氨酸/苏氨酸的短尾，这一结构被认为与受体结合的特异性密切相关。［7］特别指出的是，Ⅱ型受体胞内区高度保守并且具有很多自身磷酸化的位点，因此它同时具有丝氨酸/苏氨酸残基磷酸化与自身磷酸化的功能。［8］Ⅲ型受体(250 ～300kD)也称为辅助受体，是蛋白多聚糖，含有类肝素、硫酸葡糖胺聚糖链。Ⅲ型受体负责结合并浓缩TGF。

2 TGF－β 的生理效应及信号转导

2.1 TGF－β 的生理效应

过去对TGF－β 的生物学功能研究主要集中在炎症、组织修复和胚胎发育等方面，近年来发现在细胞的生长、分化和免疫功能中TGF－β 同样起到了重要的调节作用。TGF－β1是细胞和组织中含量最多的TGF－β 家族成员。Coker RK 等研究发现，［9］TGF－β1具有细胞黏附、迁移、抑制大多数细胞的增殖、诱导细胞分化、调节免疫细胞的增殖与分化、免疫应答以及促进ECM 与胶原生成等多重的生物学作用。少量的TGF－β1能直接刺激血管内皮细胞及血管生成，过量的TGF－β1则抑制细胞增生，促进细胞凋亡。

2.2 TGF－β 的信号转导

目前，国内外对于TGF－β 信号转导通路的研究主要分成以下两个方面。

2.2.1 TGF－β/Smads 信号转导通路

Smads 蛋白是目前所知的的唯一的Ⅰ型受体胞内激酶的底物，目前已知的10 种Smads 蛋白均与TGF－β 信号转导通路有关。在信号转导过程中，TGF－β 先与细胞膜上的Ⅱ型受体结合，而后吸收Ⅰ型受体并在细胞膜上形成一个异源复合物，同时使Ⅰ型受体GS 区域活化。活化的Ⅰ型受体可继续活化下游的Smads2、Smads3 蛋白的丝氨酸残基并磷酸化。最后，活化的Smads2、Smads3 蛋白可与Smads4蛋白结合形成异源多聚体复合物并进入细胞核，然后通过与细胞核内其它转录因子相互作用来共同调节靶基因的转录与表达。

Smads7 属于TGF－β 信号转导抑制分子，可竞争性抑制Smads2、Smads3 蛋白与Ⅰ型受体或Smads4 蛋白的结合，从而阻断了Smads2、Smads3 蛋白的磷酸化及入核。经过多步的磷酸化反应，蛋白酶体的降解及核质穿梭，最终由Ⅰ－Smad 终止在整个Smad 通路。

2.2.2 非TGF－β/Smads 信号转导通路

越来越多的研究证明，一些非TGF－β/Smads 信号转导通路也参与了TGF－β 信号转导。目前，MAPK 通路是非TGF－ β/Smads 信号转导通路中研究最多的通路，其中MAPK 属于蛋白激酶家族，它被激活后可向核内转移并作用于转录因子。［10］MAPK 介导下游信号的转导的机制主要是通过激活多种蛋白激酶、转录因子及核蛋白来完成。目前已经确定的MAPK 信号转导通路包括p38、细胞外信号调节激酶(ERK)、JNK 和ERK5 四条，均位于真核细胞内。研究发现，p38MAPK 在瘢痕组织成纤维细胞中参与TGF－β 转录的调节。［11］除MAPK 通路以外，非TGF－β/Smads 信号转导通路还包括PI3kinase/AKT 通路［12］、G 蛋白－ AC－cAMP 通路［13］及NF－κB 通路［14］，相信随着理论与技术的日益成熟，非TGF－β/Smads 信号转导通路的研究将更加全面深入。

3 TGF－β 在肝纤维化中的作用

3.1 抑制肝细胞再生，诱导肝细胞凋亡

TGF－β1抑制肝细胞的分裂和增殖是通过抑制肝细胞DNA 的合成同时抑制间质细胞分泌肝细胞生长因子以及诱导肝细胞凋亡从而发挥作用。有研究表明肝细胞受损后不能再生并可产生TGF－β1，从而加重肝细胞的损伤，引起肝纤维化的发生。［15］因此，抑制TGF－β1可以增加肝细胞的再生，同时抑制肝纤维化的进程。

3.2 活化储脂细胞

储脂细胞(fat－storing cell，FSC，Ito)是肝脏的间质细胞，是纤维细胞的前身属结缔组织细胞系统。TGF－β1是储脂细胞的生长因子，［16］它可以激活静息状态下的储脂细胞或将其转化为纤维母细胞，同时刺激这些细胞向损伤部位迁移并在迁移的过程中不断增殖并产生大量的胶原。除此之外，储脂细胞自身也可分泌TGF－β1，从而使细胞外基质循环产生。

3.3 抑制肝细胞外基质(ECM)降解

金属蛋白酶等水解酶是实现细胞外基质正常降解的主要途径，而TGF－β1可以通过调节水解酶的产生和活性来干扰ECM 的代谢。TGF－β1还可以增加蛋白酶抑制剂的表达，从而拮抗水解酶的作用，导致ECM 逐渐沉积，加速了肝纤维化的发展。Flisiak 等［17］研究认为，TGF－β1及TIMP－1 表达与肝纤维化有关，TGF－β1可通过增加TIMP－1的基因表达而抑制ECM 降解，从而促进肝纤维化的形成与发展。Gooch JL 等［18］的研究发现，TGF－β1介导了calcineurin 的磷酸激酶的活化，抑制活性氧(ROS)可阻断TGF－β1的此介导作用而下调ECM 的聚集，因此，TGF－β1还可经ROS 的产生而介导calcineurin 的活化来调节ECM。

4 与TGF－β 相关的抗肝纤维化作用

4.1 阻断或竞争性抑制TβRⅡ型受体

TβRⅡ受体是人多种细胞表面存在一种TGF－β 亚型。其胞内区高度保守并且具有很多自身磷酸化的位点，因此它不仅具有丝氨酸/苏氨酸残基磷酸化功能而且能够自身磷酸化。研究发现，可以通过阻断TGF－β 的信号通路来防止肝纤维化的发生。TGF－β 的信号转导过程是由细胞膜上的特异性受体介导的，而在TGF－β1的体内信号转导过程中起关键作用的是Ⅱ型受体，因此阻断Ⅱ型受体可以治疗肝纤维化。Qi 等为了阻断内源性TβRⅡ受体信号通路，构建了表达TβRⅡ型受体胞外区的复制缺陷型腺病毒载体AdCATβTR。该受体则主要通过门静脉注射实现其在肝脏的局部表达。［19］注射结果显示肝纤维化的发展受到了较明显的抑制，因此得出结论:以腺病毒为载体将TβRⅡ型受体基因转导入体内对于肝纤维化的治疗效果显著。另外，在对大鼠进行肝纤维化造模与治疗的实验中发现:可溶性TβRⅡ一方面可以降低胶原沉积，另一方面又可减少HSC的激活及增殖。研究表明，其作用机制是通过可溶性TβRⅡ与胞膜TβRⅡ竞争性结合TGF－β 进而抑制其信号转导。

4.2 抑制TGF－β 的生成和活化

宋仕玲等研究报道［20］，金三莪术等中草药制剂可使肝组织内TGF－β1mRNA 水平降低，减少TGF－β1的生成，从而逆转肝纤维化进展。另有研究表明［21］，肾素－血管紧张素系统可以促进TGF－β 的分泌合成，在治疗实验性大鼠肝纤维化时，选用血管紧张素受体阻断剂及血管紧张素转化酶抑制剂可使TGF－βmRNA 水平及TGF－β 蛋白表达明显降低。但是目前临床上应用ACEⅠ和AT(1)－R 拮抗剂治疗肝纤维化的案例尚无确切报道。另外，通过动物实验和体外细胞培养发现，重组的肝细胞生长因子对TGF－β 及TGF－βmRNA 的表达也具有明显的阻断作用。

4.3 TGF－β 中和抗体疗法

该方法主要是通过中和抗体中和循环中的TGF－β 进而阻止其效应。研究发现［22］，鼠单克隆抗体(1D11)不仅可以抑制各种TGF－β 亚型，而且对鼠肾脏纤维化的形成也具有明显的抑制作用。

综上所述，肝纤维化的形成机制是一个相对复杂的过程，TGF－β 与肝纤维化的发生发展有着密切的关系，尽管对TGF－β 与肝纤维化的研究已取得初步的进展，但是其确切的机制并不十分清楚，因此必须通过更加深入的研究才能获得更好的方法用于肝纤维化的临床治疗。

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