MMPs／TIMPs与肝纤维化的关系及中药对其作用研究进展

李小红 审校 叶 军 上海中医药大学附属普陀医院（上海200062）

肝纤维化是细胞外基质（ECM）的合成与降解失衡，导致其在细胞间质的过度沉积而引起的，是许多慢性肝病的共同病理过程［1－3］。许多细胞因子参与了这一过程，其中主要由金属蛋白酶（MMPs）及其抑制因子（TIMP）共同调节肝脏ECM的代谢［4］。MMPs几乎能降解ECM的所有成分，而其天然抑制剂－TIMPs能与MMPs成员结合成复合物抑制其活性［5］。近年来中药通过调节 MMPs／TIMPs治疗肝纤维化成为人们研究的热点，并且取得了一些进展，为肝纤维化的治疗带来了希望。本文就 MMPs／TIMPs与肝纤维化的关系及中药通过对其的影响来减轻肝纤维化程度作一综述。

1 MMPs及TIMP的分类 1.1 MMPs的分类MMPs家族是一簇锌依赖性蛋白酶，其主要功能是降解细胞外基质成分，在生理及病理过程中发挥着重要作用，现有的资料共查明有26种家族成员。按照作用底物不同，MMPs可分为6类：①间质胶原酶：主要包括 MMP－1、MMP－8和 MMP－13和 MMP－18。主要作用于I、Ⅱ、Ⅲ型胶原。MMP－1是人类主要的间质胶原酶，而MMP－13是鼠类主要的间质胶原酶，MMP－8又称中性粒细胞胶原酶，主要降解I型胶原。②明胶酶类（gelatinases）：包括 MMP－2（明胶酶 A）及 MMP－9（明胶酶B）。它们可降解明胶（变性胶原）和Ⅳ、V和Ⅺ型胶原、层粘连蛋白、蛋白聚糖等。③基 质 分 解 素：主 要 包 括 MMP－3、MMP－10和 MMP－11，仅 有MMP－3在肝脏中存在。底物广泛，包括蛋白多糖、层粘蛋白、纤维连接蛋白、Ⅳ型胶原、明胶等。MMP－3与 MMP－10均有相似的结构及降解底物，但 MMP－3蛋白水解的效率比 MMP－10更高，除能降解ECM成分外：它还可激活多种MMP s的前酶原。MMP－11对ECM的降解能力较弱。④基质溶解因子（Matrilysins）MMP－7及 MMP－26归为此组。MMP－7又称 Matrilysin－1，MMP－26又称 matrilysin－2或endometase。在正常肝组织中，MMP－26仅在内皮细胞有少量表达。⑤膜型金属蛋白酶MT－MMPs包括 MT1～6－MMP六种亚型：MT－MMPs具有广泛的底物特异性。⑥其它种类的 MMPs：包括 MMP－12、19、20、21、23、27和28。MMP－23主要在一些再生性的组织中表达。而 MMP－28在角质细胞中可见，在机体中参与止血及伤口修复［6］。MMP－12及 MMP－19和 MMP－20的主要底物为弹力蛋白、明胶、层粘连蛋白和Ⅳ型胶原。

1.2 TIMP的分类目前共发现有4种TIMPs［7］。根据其发现的先后顺序依次命名为TIMP－l、TIMP－2、TIMP－3和TIMP－4。肝脏中主要存在 TIMP－1和 TIMP－2。对肝纤维化的诊断，TIMP－1特异性和敏感性均明显高于TIMP－2。

2 MMPs及TIMP在纤维化形成中的机制 2.1 MMPs在纤维化形成中的机制

2.1.1 MMP－1（大鼠为 MMP－13）由肝脏中活化的 HSC、成纤维细胞、库普弗细胞分泌，主要降解I、Ⅲ型胶原。Watanabe等［8］用CCL4诱导大鼠肝纤维化模型，RT－PCR结果显示，正常对照组中MMP－13mRNA表达微弱，CCL4处理4周即肝细胞脂肪变性明显而尚未达到纤维化时表达显著升高，CCL4处理8周和12周形成明显的纤维化时表达显著下降。

2.1.2 MMP－2在正常人肝脏中很少或几乎监测不到：主要由激活的HSC产生。较多的研究认为 MMP－2在纤维化阶段升高，而在肝硬化和肝纤维化恢复期逐渐降低。朱跃科等［9］用DMN诱导大鼠肝纤维化，结果显示MMP－2的基因水平、蛋白水平及酶活性在肝纤维化形成过程中均增高，在肝纤维化反转过程中逐渐降低。说明 MMP－2与肝纤维化的发生发展密切相关。

2.1.3 MMP－3在 HSC激活早期阶段表达：有研究显示MMP－3降解ECM的作用没有其他 MMPs强，但体内 MMP－3在其他MMPs的激活中扮演重要角色，可激活MMP－1、3、7、9、8、13，因此它在肝纤维化形成中的作用不可忽视［10］。

2.1.4 MMP－9在肝脏中主要由库普弗细胞分泌：与MMP－2一起维持肝脏修复过程中细胞环境结构完整及肝窦基底膜的正常形态。Wang XB等［11］用DMN诱导大鼠肝纤维化时，发现正常大鼠MMP－9活性极低，在造模的第2、3天时显著升高，至1、2和4周时仍处于高水平。

2.2 TIMP在纤维化形成中的机制 2.2.1 TIMP－1：在肝脏由Kupffer细胞、HSC及肌纤维母细胞产生，以活化的HSC表达最强［12］，可抑制除 MMP－14、MMP－19外的所有MMPs，能被多种细胞因子诱导产生是体内存在与作用最广泛的一种TIMPs。

2.2.2 TIMP－2是Ⅳ型胶原酶：MMP－2的特异性抑制因子。TIMP－2／MMP－2系统对Ⅳ型胶原的增生沉积和降解起着重要的调节作用。

2.2.3 TIMP－3能诱导肿瘤细胞和血管平滑肌细胞凋亡，TIMP－4的功能目前尚未明确［13］。

3 中药对 MMPs及TIMP的作用 3.1 中药对MMPs的作用目前研究较多的主要有中药对 MMP－1、MMP－2、MMP－9、MMP－13。

3.1.1 中药对 MMP－1的作用：抗纤软肝颗粒由海藻、鳖甲、牡蛎、丹参、莪术等组成，胡泰洪等［14］研究发现在肝纤维化过程中TIMP－1通过对MMP－1活性的抑制，导致ECM在肝脏内的过度沉积，抗纤软肝颗粒能促进 MMP－1的表达，抑制TIMP－1的表达。促进肢原降解而产生抗肝纤维化作用。

3.1.2 中药对MMP－2的作用：舒肝化纤颗粒是一种复方颗粒制剂，主要由黄芪、柴胡、丹参、鳖甲、当归、猪苓、莪术、黄芩、炙甘草、木香等组成，具有舒肝活血、益气渗湿、清热解毒的功效，临床具有抗炎、抗坏死、改善肝功能、抗纤维化等作用。沈永勤等［15］通过CCL4所致肝纤维化大鼠模型发现血清中MMP－2及PDGF－BB含量显著增高，舒肝化纤颗粒能减少其含量，可能与舒肝化纤颗粒减轻大鼠肝纤维化程度有关。

扶正化瘀方主要由丹参、发酵虫草菌粉、桃仁、松花粉、绞股蓝、五味子等组成，崔红燕等［16］用二甲基亚硝胺诱导大鼠肝纤维化模型，实验结果显示扶正化瘀方可通过抑制肝脏Ⅳ型胶原病理增生沉积、下调MMP－2活性水平、减轻肝组织的破坏与重构而发挥抗肝纤维化的作用。苦参素是从中药苦豆子和苦参根中提取的有效成分，具有抗炎、免疫调节等作用，有学者研究证实苦参素对CCL4诱导 的肝纤维化有预防及治疗作用，其部分机制为通过减少MMP－2mRNA、MMP－2活性蛋白的表达，促进细胞外基质（ECM）的降解，抑制ECM沉积，从而减轻或逆转肝纤维化［17］。

此外银杏叶提取物、复方861、柔肝抑纤饮、膈下逐瘀汤等均能在一定程度上抑制肝组织中 MMP－2的表达，起到抗纤维化的作用。

3.1.3 中药对 MMP－9的作用：苦参类生物碱是从中草药苦豆子和苦参等提取所得的生物碱类，近年来研究发现其有效成分氧化苦参碱具有保护肝细胞、抗肝炎病毒和抗肝纤维化等作用，白静丽等［18］采用四氯化碳诱导大鼠肝纤维化模型，发现氧化苦参碱可以通过降低血清TGF－β1及提高血清 MMP－2和MMP－9水平而发挥抗肝纤维化的作用。岩黄连是一种纯中药制剂，岩黄连总碱是其主要成分提取物，实验研究已表明其对甲、乙、丙型肝炎病毒均有不同程度的抑制和杀灭作用，梁永红等［19］通过四氯化碳制备大鼠肝纤维化模型，研究得出岩黄连生物总碱对慢性肝纤维化大鼠具有肝保护作用及抗肝纤维化作用，可能是通过抑制TGF－β1和MMP－9表达而促进肝纤维化的逆转。双虎清肝颗粒由金银花、虎杖、黄连、白花蛇舌草、丹参、紫花地丁、枳实、半夏、栝楼、蒲公英、黄芩、甘草等12味中药组成，具有清热解毒、利湿活血、理气化痰之功效，有研究证实双虎清肝颗粒能够通过降低大鼠血清TGF－β1、TIMP－1，提高大鼠血清 MMP－2、MMP－9而发挥抗肝纤维化作用，并且量效关系明显［20］。

3.1.4 中药对MMP－13的作用：地龙2号是采用独特的生物工程技术从中药地龙中提取的含有多种有效活性成分，其主要成分是蚯蚓纤溶酶及蚯蚓胶原酶，地龙具有祛瘀通经的功效，陈洪等［21］研究得出地龙2号可抑制大鼠肝脏纤维组织的形成，机制可能是与其降低α－SMA、TGFβ1、TIMP－1蛋白表达并促进 MMP－13蛋白表达有关。肝心宁主要由何首乌、女贞子、丹参、莪术、泽泻、茵陈、五味子、枸杞子等组成，具有滋补肝肾、化瘀软坚、利湿解毒的功效。李志钢［22］等研究发现肝心宁通过降低α－SMA、TIMP－1蛋白表达并促进 MMP－13蛋白表达，抑制HSC的活化从而抑制肝纤维化的发生与发展，这可能是其抗肝纤维化作用的重要机制。

3.2 中药对TIMP的作用目前研究较多的主要有中药对TIMP－1的作用。蒿琥酯是中药青蒿的提取物。陈津岩等［23］通过四氯化碳致小鼠肝损伤模型，发现青蒿琥酯能够降低TIMP－1在肝组织的表达，可能是通过抑制TIMP－l的表达而减弱了对MMP－1的抑制，从而促进了胞外基质的降解，起到抗肝纤维化的作用。复方小柴胡汤由柴胡、黄芩、人参、甘草、生姜、大枣、半夏七味药物组成，主证有“口苦，咽干，目眩”、“往来寒热，胸胁苦满，默默不欲饮食”。主治伤寒少阳病，能疏泄肝气，使“上焦如雾，中焦如沤，下焦如渎”。所以用此方治疗慢性肝炎，肝硬化伴腹水等，实为治肝之妙方。近几年来，复方小柴胡汤被逐渐用于治疗肝纤维化，并取得了一定的疗效，帅峰［24］用四氯化碳制备大鼠肝纤维化模型，研究发现小柴胡汤能显著减轻大鼠肝纤维化程度，其作用机理可能是通过下调TIMP－1mRNA的表达而发挥作用，对 MMP－2、MMP－9mRNA表达无影响。鳖甲煎丸是《金匮要略》治疗疟疾症瘕的名方，具有寒热并用、攻补兼施、行气化瘀、软坚散结、利水桂湛、益气养血之功，临床多用于治疗肝炎、肝硬化、血吸虫病及热病后所致肝脾肿大，程传浩等［25］研究显示鳖甲煎丸可明显抑制TIMP－1的表达，促进细胞外基质的降解，从而实现对肝纤维化的防治作用。枳棋子为鼠李科拐枣属植物枳棋子的干燥成熟种子，具有止渴除烦、清湿热、解酒毒的作用，文献报道，其果实具有抗脂质过氧化作用和抗 四氯化碳肝损伤的作用，刘秀玲等［26］，用四氯化碳制备大鼠肝纤维化模型，研究发现，枳棋子提取物具有抗肝纤维化的作用，其机制可能是调整 MMP－13／TIMP－1比值，恢复胶原降解系统，减轻肝纤维化程度。

此外，木苏丸、乙肝散、肝炎平、抗纤软肝颗粒等也可通过抑制肝组织中TIMP－1mRNA的表达而发挥抗纤维化的作用。

4 结 语 肝纤维化是涉及到进展和逆转的一个动态的过程，金属蛋白酶及其抑制因子在这个过程中起着重要的作用，越来越多的研究发现，中药可以通过影响金属蛋白酶及其抑制因子来减轻肝纤维化的程度，为肝纤维化的治疗带来了希望。但仍有许多问题值得注意。①由于中药的来源、处理等过程有差别，因此某些起作用的生物活性物质在不同研究中其含量显著不同，很难对不同研究结果进行比较。②由于缺乏与人类肝纤维化相同的动物模型及体外实验研究的局限性，虽然抗肝纤维化的实验研究颇多，但最终疗效仍需通过细致严格的临床实验。③天然中药的成分复杂，单味中药即含有数十种以上的化学成分，而复方的成分就更加复杂，其确切的作用机理难以阐明，因而基础研究相对滞后也就成为阻碍中医药抗肝纤维化应用的难点之一。但中医中药具有多途径、多层次、多靶点的综合药理作用可能是其优势所在。④每一项实验都必须具有重复性，这是目前中医药研究中的薄弱环节，也是难以与国际接轨的重要因素之一。

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