肝星狀細胞活化功能論文

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摘要：肝星狀細胞活化增殖細胞外基質基質金屬蛋白酶細胞因子細胞收縮

80年代初，Knook等[1用膠原酶、鏈酶蛋白酶原位循環灌注法首先成功地分離了大鼠肝星狀細胞（舊稱貯脂細胞），從此人們開始了肝星狀細胞的體外探究。隨著細胞學、分子生物學等基礎醫學科學的發展和應用，人們對肝星狀細胞的探究和熟悉不斷深入。目前認為，肝星狀細胞是肝纖維化細胞外基質的主要來源細胞，肝星狀細胞活化是肝纖維化形成的關鍵[2,3，而肝星狀細胞活化是一個形態、功能等改變的復雜過程。本文將近年來有關肝星狀細胞活化的重要功能改變的探究進行綜述。

1肝星狀細胞活化

迄今，肝星狀細胞活化尚無一個確切的定義。但它的主要特征是維生素A脂滴減少甚至消失，粗面內質網增加，細胞增大，向肌成纖維樣細胞轉化，表達平滑肌α-肌動蛋白，增殖明顯，合成大量細胞外基質等[4。肝纖維化時，四氯化碳（CC14）誘導肝損傷3周后[5及從正常人或其他動物分離的原代培養7天后的肝星狀細胞或傳代的肝星狀細胞基本具有上述特征，這些細胞被認為是活化的肝星狀細胞。一般認為，肝星狀細胞活化可分為兩個步驟摘要：（1）啟動摘要：對促增生和纖維化的細胞因子反應增強。（2）后續活化摘要：對細胞外微環境變化反應加劇。由于炎癥反應在肝星狀細胞活化中起重要功能，因此，近年來有人將肝星狀細胞活化分為炎癥前期、炎癥期、炎癥后期[3。很多因素參和肝星狀細胞活化的調節，其中細胞因子起主要功能。

2肝星狀細胞活化的功能改變

2.1細胞增殖

細胞增殖是肝星狀細胞活化的重要特征之一。Davis等[6觀察了原代培養的肝星狀細胞增殖情況，發現新分離的細胞培養7天后才開始分裂、增殖，同時伴有維生素A脂滴減少，并發現傳代肝星狀細胞增殖活躍。Shiratori等[7分離了CC14誘導的實驗性肝纖維化大鼠和正常大鼠的肝星狀細胞，結果兩者的細胞得率分別為（2.3±0.8）×106和（1.2±0.37）×106個/克肝組織，肝纖維化大鼠的肝星狀細胞顯著多于正常大鼠。肝星狀細胞活化增殖的機制不明，一些具有促分裂功能的細胞因子可能起重要功能。據報道，內皮生長因子、成纖維細胞生長因子、內皮素、胰島素樣生長因子、血小板源生長因子（PDGF）等能促進肝星狀細胞增殖，其中PDGF是使肝星狀細胞增殖最有效的細胞因子[8。PDGF分為三個亞型，即PDGF-AA、PDGF-AB、PDGF-BB，而以PDGF-BB對肝星狀細胞增殖功能最強。其機制可能為，PDGF和相應受體結合后激活磷脂酶C，促進磷脂肌醇二磷酸生成二酰甘油和1,4,5-二磷酸肌醇，二酰甘油激活蛋白激酶C，后者活化Na+/H+離子流交換，細胞內pH值升高，細胞內的堿性化是某些RNA轉錄和蛋白質合成的必要條件之一。蛋白激酶C還可使許多蛋白質磷酸化，從而實現對細胞增殖的調節，而1,4,5-三磷酸肌醇可引起細胞內質網中Ca2+的釋放，增加細胞內Ca2+濃度，加快細胞內DNA合成和有絲分裂，促進細胞從G1期向S期轉化。

2.2合成大量細胞外基質

正常情況下，肝星狀細胞合成一定量的細胞外基質，合成的膠原蛋白有Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ型；粘性蛋白有板層素、纖維連接蛋白、內皮素、腱蛋白、波浪蛋白、分區蛋白；蛋白多糖有透明質酸等。其中膠原以Ⅲ、Ⅳ型為主，而Ⅰ型較少。肝纖維化時大量細胞外基質在Disse間隙沉積，而肝星狀細胞是肝纖維化細胞外基質的主產細胞，提示肝星狀細胞活化能合成大量細胞外基質。肝纖維化時Disse間隙的大量細胞外基質以膠原為主，尤以Ⅰ型膠原為主，因此對Ⅰ型膠原的探究較多。Shiratori等[7以3H-脯氨酸摻入法測定肝星狀細胞的膠原合成，結果從正常大鼠分離的肝星狀細胞膠原合成為天天（2930±728）cpm/3×106個細胞，而CC14誘導的肝纖維化大鼠的肝星狀細胞膠原合成為天天（18539±429）cpm/3×106個細胞。Ikeda等[9發現肝纖維化模型大鼠肝星狀細胞合成的膠原是正常大鼠的2.7倍。Weiner[10測定了新分離及培養7天的肝星狀細胞的Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ型mRNA，結果表明，培養7天的肝星狀細胞的Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ型mRNA分別為新分離的肝星狀細胞的17、3、2.6倍。有人發現人肝星狀細胞活化時Ⅰ型膠原mRNA為靜止時的60~70倍[11。肝星狀細胞活化合成大量細胞外基質的機制尚不明了。一方面可能和其增殖、細胞數量增加有關；另一方面也可能和單個肝星狀細胞合成細胞外基質的能力增強有關。近年有人[12認為，轉化生長因子-β對刺激肝纖維化細胞外基質的產生起關鍵功能。

2.3產生基質金屬蛋白酶

正常情況下，Disse間隙含有Ⅳ型膠原、層粘連蛋白和蛋白多糖組成的基底膜。肝纖維化時大量細胞外基質在Disse間隙沉積，這不僅和細胞外基質合成增加有關，而且和細胞外基質降解異常也密切相關。和細胞外基質降解有關的酶系主要為金屬基質蛋白酶，可分為四個亞型摘要：（1）膠原酶；（2）明膠酶；（3）基質溶酶；（4）其他。Arthur等[13探究了原代培養人肝星狀細胞的明膠酶A（分子量為63kD）產生情況，結果發現，新分離的肝星狀細胞幾乎測不到明膠酶AmRNA表達，但隨著肝星狀細胞的活化，其明膠酶AmRNA表達明顯增加。Vyas等[14發現，原代培養活化的肝星狀細胞釋放基質溶酶（分子量為57kD）。Herbst等[15發現，基質溶酶mRNA轉錄水平在正常肝臟較低，而在CC14誘導的肝損傷中明顯增高。但肝星狀細胞活化對間質膠原酶（一種膠原酶）產生似乎無明顯影響。原位雜交探究表明，正常肝臟和纖維化肝臟的間質膠原酶mRNA表達均很低或缺乏[16。

2.4分泌趨化因子、細胞因子

趨化因子可引起白細胞在損傷部位的聚集，而白細胞向肝小葉的聚集能加速肝纖維化的進程。肝星狀細胞活化可分泌一些趨化因子。巨噬細胞炎癥蛋白-2（MIP-2）是一種重要的趨化因子，Sprenger等[17用腫瘤壞死因子（TNF）-α作為刺激因素用酶聯免疫吸附法測定了培養的肝星狀細胞上清液的MIP-2，結果顯示，活化的肝星狀細胞顯著高于培養早期的肝星狀細胞。單核細胞趨化蛋白-1（MCP-1）是一種誘發單核細胞趨化和活化的因子，Marra等[18發現，慢性活動性肝炎患者的肝臟MCP-1明顯高于正常人。肝星狀細胞活化還能表達或分泌轉化生長因子-β、TNF-α、肝細胞生長因子、成纖維細胞因子、白介素-6等細胞因子[3。

2.5細胞收縮

（1）肝星狀細胞位于肝竇內皮細胞和肝細胞之間的Disse間隙內，就解剖位置而言，類似組織的外膜細胞；（2）肝星狀細胞表達肌細胞所具有的中間絲、結蛋白；（3）在某些情況下表達平滑肌α-肌動蛋白。這些因素決定了肝星狀細胞的收縮功能。Bockey等[19發現，肝星狀細胞只有活化后才收縮，有關機制尚不明了。探究表明，肝星狀細胞表達內皮素受體[20。內皮素可引起活化的肝星狀細胞收縮，可能機制為內皮素和其受體結合，引起細胞內Ca2+含量增加，增加的Ca2+和鈣調蛋白結合，后者激活肌球輕鏈激酶，引起收縮蛋白如肌動蛋白、肌漿蛋白的收縮[21。

3肝星狀細胞活化功能改變的意義

肝星狀細胞活化合成大量細胞外基質是肝纖維化形成的直接原因。肝星狀細胞活化增殖、數量增加，從而增加細胞外基質的合成。肝星狀細胞活化時其細胞外基質降解酶合成異常，一方面不能正常地降解細胞外基質，導致細胞外基質增加；另一方面基質的異常代謝可引起靜止的肝星狀細胞活化，活化的肝星狀細胞產生的趨化因子、細胞因子可通過自分泌或旁分泌途徑使靜止的肝星狀細胞活化，從而產生大量細胞外基質。細胞外基質增加、肝星狀細胞數量增加以及肝星狀細胞的收縮使竇腔狹窄限制肝竇血流，有助于門脈高壓形成。

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